Усилитель на GaN транзисторах.

[DrModd]

Собственно задумка собрать класс Д на этих современных приборах возникла после демонстрации модулей Павла "Electrovoicer".

Павел достаточно щедро делился нюансами, примерами разводки плат.
Я решил попробовать, собрал первый свой усилитель на этих приборах.
Родился вот такой модуль.


От жадности я выбрал транзисторы с большим током (мощи хотелось, мощи в усе размером с пачку сигарет!) EPC2215, драйверы подсмотрел у Павла, LMG1210
Получилось достаточно неплохо, работал на частоте 800кГц, но зверски грелся. Даже при питании от 36 вольт. Звучал хорошо.
Решил продолжить, сделать 2 канала и БП на одной плате.
В итоге родилось вот это.


Работал, грелся, звучал, но все же было не то.
Но ковид, проблемы с полупроводниками помешали дальнейшим мучениям, забросил, купил модули Павла (выше), собрал, слушал.
Но все же исследовательская жилка не давала покоя, и родилось это



Один канал и резонансный источник питания, транзисторы в БП и в усилителе INN650DA240A
Почему высоковольтные (650В) транзисторы в усилителе? Есть один большой недостаток у низковольтных и высокотоковых GaN, большая COSS.
Например, у транзистора IRFB5615 она 155пф, у EPC2215 почти 400, что "приемлемо для источников питания, но не приемлемо для усилителей (С)"
У примененных в последнем усилителе INN650DA240A всего 25пф, при этом у них высокий RDSon, и малый ток - применил 2 в плече, хватает для 200 ватт на 4 ома, конечно с охлаждением.
Источнику питания охлаждение не требуется, не выше 50 градусов.



Чуть позже выложу измерения. Это вторая версия, в первой был другой контроллер БП.

---------- Сообщение добавлено 17:06 ---------- Предыдущее сообщение было 16:51 ----------

Что у меня есть из GaN:


Нижний mastergan1 это сборки 10 амперных GaN с драйвером, для источников питания.
На верхнем фото сверху вниз:
TPH3212 каскодная (GaN+Si) сборка, как выяснилось очень медленная, только для ИИП.
Инфинеоновские IGT60R070D1, интересные транзисторы, 30 ампер, 70 миллиом. малая емкость.
Innoscience INN650DA240A, неплохие и очень легкие транзисторы.
Innoscience INN150LA070A 150В 28А 8мОм но выходная емкость большая, 355 пф.
И EPC2215, о них я писал выше.

[antonluba]

реальный следующий шаг в звукоизвлечении

Звуко-излечение

[DrModd]

Попала мне тут в руки интересная сборка ISG3201, мост на GaN 100 вольт, 60 ампер и драйвер в одном чипе.
Решил сделать что-то типа Sous*s усилителя на TI сборках.
Немного затруднений вызвало отсутствие управляющего (on\off) входа на сборке, для реализации защит. Пришлось добавить немного логики.
Пока что вопрос вызывает тепловыделение, прототип покажет.

[wind]

Попала мне тут в руки интересная сборка ISG3201, мост на GaN 100 вольт, 60 ампер и драйвер в одном чипе.
Решил сделать что-то типа Sous*s усилителя на TI сборках.
Немного затруднений вызвало отсутствие управляющего (on\off) входа на сборке, для реализации защит. Пришлось добавить немного логики.
Пока что вопрос вызывает тепловыделение, прототип покажет.

Здесь тоже однополярное питание как у Юрия с ТI или это про небольшую мощность ?

[DrModd]

Здесь тоже однополярное питание

Да, именно из-за однополярного разработал.

[sousmanster]

Логика подсказывает, что драйвер SI82xx тут не очень то и нужен. я бы смотрел в сторону дискретного генератора мертвого времени.

[DrModd]

Логика подсказывает, что драйвер SI82xx тут не очень то и нужен

Она не ошиблась, Юр)) Там его нет, фотка для сравнения.

[DrModd]

Решил сделать что-то типа Sous*s усилителя на TI сборках.

Сделал, не без косяков конечно))) Но работает.

[sousmanster]

У компаратора существенный разброс между комплементарными выходами, может вызывать некоторый разбаланс модулятора. по крайней мере в симмуляторе такое бывает. На счет проявления на практике сложно сказать. Нужно было бы проанализировать. Может и с одного выхода было бы выгоднее работать.

Так на чем же формируется мертвое время?

[DrModd]

Можно и с одного выхода. Вопрос не стоит, использовать вместо элемента AND(я их задействовал в защите, как отключаемый элемент) инвертор.
ДТ формируется затворными резисторами.
Юр, меня заботит запуск не сразу. Вначале искаженный звук, через несколько секунд заводится нормальная несущая и все приходит в норму. Что может быть?
Нашел ответ, низкое напряжение питания предкаскадов.

[alxhh]

Хочу выразить огромную благодарность DrModd, за его младшую модель плат!
Платы были доставлены в Беларусь СДЕКом менее чем за неделю. Всё в целости и сохранности.
После приличного прогрева усилителя могу написать пару слов о его звучании)
Звук понравился. Играет очень динамично и напористо, с хорошей детализацией и таким же контролем! Всегда хочется поддать громкости)
Усилитель играет в паре с полочниками Дали спектор 2. И видимо придется их менять, т.к. у них сильно подсвечены верха, иногда не совсем комфортно их слушать... Да и поприличнее нужны колонки для этих плат!
Ну и пару фоток скину...