Усилитель на N-канальных полевиках

[Alex Nikitin]

Схема усилителя здесь:

http://www.ant-audio.co.uk/circuits/MOSFET1.gif

Извините за не очень изящный рисунок от руки, но это всё, что я мог сделать в спешке. Потом как-нибудь сделаю в редакторе - или если у кого есть время, то помогите и перерисуйте. Надеюсь, что тем не менее всё понятно и читаемо.

Это переработанный вариант на основе схемы разработанного мной и уже давно снятого с производства усилителя Creek 4330 (выпуска примерно 1997 года) . Почти в точности такая схема у усилителя, который я и сейчас использую дома.

Как видите, схема довольно простая с небольшим количеством деталей.

Выходная мощность при питании +/- 35 Вольт примерно 40 Вт на 8 Омах, 65-70 Вт на 4 Ом.

Не показаны на схеме цепи питания, в том числе питания ОУ ( +/-15В) . Основной блок питания может быть от +/-25 до +/-35 Вольт с ёмкостью сглаживающих конденсаторов от 6800 до 10000 мкФ на два канала, защищённый плавкими предохранителями на 3-4 А ("медленными", с буквой Т) на ВХОДЕ выпрямительного моста, то есть последовательно с каждой половиной вторичной обмотки трансформатора. Выходные транзисторы помещены на теплоотвод с тепловым сопротивлением не больше 1-1,5 градусов на Ватт, закреплены прижимом сверху алюминиевым блоком 10х10х45мм, изоляция ОБЯЗАТЕЛЬНО слюдяная с теплопроводящей смазкой с обеих сторон. Q9 должен иметь хороший тепловой контакт (со смазкой) с теплоотводом выходных транзисторов и лучше всего прямо между ними. Величина R15 определяет крутизну температурной компенсации и может быть слегка изменена для другого типа выходных транзисторов. Теплоотвод желательно заземлить.

В целом рекомендую на выход поставить ещё последовательно цепь из резистора 3Вт 1 Ом параллельно с намотанными на него 10 витками эмалированного провода диаметром 1 мм. Это в целом обеспечит хорошую стабильность на реактивной нагрузке даже при не слишком удачной разводке.

Вот пока и всё.

Алексей

[Alex Nikitin]

какие предположения, где копать?

Ощущение такое, что где-то ошибка в измерениях раз в 10 ... . Сами посчитайте баланс токов, и попробуйте разобраться, откуда что берётся. Не могут дополнительных 70 мА вместо 7-и возникнуть на пустом месте .

Алексей

[Melhior]

Ощущение такое, что где-то ошибка в измерениях раз в 10 ...

Всё верно! Да-с напутал.. Исправил! Разница падения напряжения между Р22 и Р25 всего лишь ~4мВ это нормально ?

[Alex Nikitin]

~4мВ это нормально ?

Да, это то, что надо.

Алексей

[Melhior]

Ощущение такое, что где-то ошибка

Не стоит доверять своим ощущениям, особенно под Новый год!
Добавлено через 5 минут

Да, это то, что надо.

Merci ,grand Galmuchet!

[Москаленко Е]

Прочитал Вашу ветку Алексей и загорелся. Отлаженная ПОЛНОСТЬЮ влоть до каждой детали конструкция. Большая исследовательская работа плюс огромный личный опыт...

Алексей, скажите пожалуйста, нет ли у Вас опыта прослушивания Усилителя по схеме Холтона (например он используется в усилителе от Musical Fidelty модель
A-220). В том числе и "последние разработки" от Дяди Федора (есть в этом форуме)?

Использую это решение у себя дома т. к. оно весьма популярно и известно давно. Колонки, провода хорошие.

Но всегда хочется лучшего. Ваш усилитель кажется именно таким. Выходной каскад на симметричных элементах и не совсем для меня понятно почему, но оптимально-музыкальный блок питания (120 Вт). Ну тоесть я понял, что реакция его на музыку наиболее гармонична для слуха, хотя Ватт хотелось бы по-больше

Хотелось бы знать сравнительную характеристику в качестве, если это возможно, т.к. достать редкие транзисторы будет весьма сложно, а собирать на предлагаемых заменах значит терять в аудиофильности усилителя.

[Alex Nikitin]

Всё встанет на свои места.

Не совсем. Симметрия обеспечивается тем, что переменные управляющие напряжения на выходных транзисторах одинаковы по величине и противоположны по фазе. Эта идея разделения фаз для двухтактного выхода на полевиках работает и (как я писал в статье в РадиоХобби) для усиливающего напряжение выходного каскада, мало того, она оттуда родилась, первый построенный усилитель в 1992 году был примерно такой:

https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=2906

Алексей

[ИГВИН]

Эта идея разделения фаз для двухтактного выхода на полевиках работает и (как я писал в статье в РадиоХобби) для усиливающего напряжение выходного каскада

Да, я схему из РХ подробно разбирал, поскольку она мне понравилась.
У неё есть несущественные недостатки (вернее, особенности), типа различия токов в верхней и нижней выходных половинах, смещению нулю и т.д. Нужно их учитывать, вот и всё...

Offтопик:
Алексей, без лести - до простых с виду схем додуматься дано не каждому.

[old cat]

Вот, запустил гибридник на обсуждаемом повторителе. Звучит чисто, детально и динамично.
На слух никакой асиметрий незаметно.

Я очень доволен. Большое спасибо Alex Nikitin за схему и подробные пояснения!

[Серый Мыш]

не хотел ввязываться.
по пунктам 1 и 2 даже согласен с Melchior - имеет место быть
Но ответы Алексея считаю технически достаточными.
Хотя те резисторы в питании режут мне глаз.
И в симуляторе, где схема легко снижает искажения при углублении ООС, что не получается с "комплиментарными" мосфетами,
и на практике - отличным звуком
выход от Никитина меня полностью убедил.
Я конечно "ковыряю" свой вариант - хобби так сказать, и ухожу от описанных проблем. Но простота и красота решения Никитина при этом теряются. надеюсь, что звук не страдает

[win&puh]

Доброго времени суток Всем!
С Праздниками!

Пост№1.
Можно-ли использовать (R21; R22) SQP 0,22 Om 5W 5%, (думаю нет)?
Как-то Alex Nikitin писал ... HUF76645 - великоваты. Т.е. применять не рекомендуется без доработки схемы?

Заранее благодарю!

[Alex Nikitin]

Можно-ли использовать (R21; R22) SQP 0,22 Om 5W 5%, (думаю нет)?

По два последовательно - вполне можно.

Как-то Alex Nikitin писал ... HUF76645 - великоваты. Т.е. применять не рекомендуется без доработки схемы?

Они по ёмкостям и крутизне ровно в 2 раза больше, чем 76639. Поэтому в принципе надо в 2 раза увеличить ток источника тока (уменьшением в 2 раза номиналов R16 и VR1 и в 2 раза уменьшить резисторы ЗИ (R18, R20 - до 220 Ом), применив IRF9610 в качестве Q8 и поставив Q10 (а лучше и Q8) на радиатор. Из-за повышенной крутизны будет сложнее стабилизировать ток покоя, возможно, что потребуется поставить по резистору в истоки, скажем 0,05-0,1 Ом.

Алексей

[Melhior]

Поздравляю всех православных с Рождеством Христовым!

Вот схемка первого варианта Крик4330, нашёл в инете, может кого-то и заинтересует.
Обратите внимание на подключение 5вт резистора!

[anatol0]

Ещё вопрос к Алексею, Вы упоминали о мостовом включении этого усилителя, хотелось бы узнать подробнее: использовалась ли дополнительная схема для формирования противофазных сигналов, или по-другому?

[Radiohead]

Alex Nikitin,

Отличается ли звучание мостовой схемы от обычной. Интересуют именно субъективные ощущения при прослушивании.

Константин.

[Alex Nikitin]

Отличается ли звучание мостовой схемы от обычной. Интересуют именно субъективные ощущения при прослушивании.

Да, насколько я помню (дело давнее, последний раз слушал больше 4 лет назад), то в целом звучание отличалось в лучшую сторону, особенно на больших громкостях (что и понятно по причине заметного увеличения максимальной неискажённой мощности). Два канала А43 или 4330 (так же, как и по схеме из первого поста) подключённые в мост, способны дать порядка 140-150 Вт на 8 Ом. Нежелательно подключать к мосту нагрузку менее 6 Ом без снижения напряжения питания.

Алексей

[Radiohead]

Alex Nikitin,

Спасибо, хотел ещё добавить вопрос по минимально возможному сопротивлению нагрузки, да Вы уже ответили.

[Mad optic]

Всем привет! И Алексу привет тоже естесственно.

Так побуянили на новый год и никаких следов!? А я вот только добрался до форума, хотел посыпать голову пеплом за ОДНУ допущенную ошибку, хотя ее, кажется, тоже стерли.

Алекс, я был неправ, когда говорил о несимметричном выходном сопротивлении плеч. Недооценил местные ОС, поспешил с этим в пылу спора непроверив. Асимметрия выходного сопротивления составляет всего 0.67%, что есть конечно же ерунда. В остальном мы останемся каждый при своем мнении, это понятно.

Тут все поудаляли, но каков был ответ на вопрос по LTSpice? (Проблема с некорректными источниками, "заваливающими" фронты из-за которых реальных переходных процессов не видно) Есть ли решение проблемы?

[anli]

Проблема с некорректными источниками, "заваливающими" фронты из-за которых реальных переходных процессов не видно

Проблемы такой нет. Надо ставить у генератора Trise и Tfall не ноль. В случае нолей, действительно, что-то ставится по-умолчанию (spice-движок не переваривает ноль по определению), и довольно большое. То есть, надо поставить, скажем, 0.3uS. Ну и прочие настройки LTspice должны соответствовать. Например, на табе Compression все галки надо снять. В симуляции Maximum Timestep не должен быть большим (я ставлю, обычно, 100nS). И все фронты вылезут на свет

[Mad optic]

Anli,

0.3uS -это слишком много. Если так поступать и ставить, к примеру, эти 0.3uS, то при 10-вольтовом фронте больше 33 V/uS в принципе не получить. Что же это за симулятор такой? Кстати, именно за период около этих самых 300 nS (пишу по памяти) при моделировании вых. части усилителя и наблюдался серьезный выброс сквозного тока в выходной паре (при моделировании в PSpice схемы из первого поста). Получается, что этот процесс просто "выпадает" с таким *LTSpice*-моделированием. Так что проблема такая все же есть, к сожалению.

Давно столкнулся с этой проблемой и не решив ее "с налета" просто забил на такой симулятор.

Обратил внимание, что результаты часто заметно расходятся с коммерческими симуляторами именно на "быстрых" процессах, и при том, что LTSpice обсчет делает в несколько раз (!!!) быстрее того же PSpice 10 из Orcad*овского пакета.

Причина скорее всего кроется вот в этом:
"...This means simulations must run for thousands to hundreds of thousands of cycles in order to see the overall response of a switching regulator. Commercially available SPICE*s simply take too long for this to be a useful simulation method. Simulation times for a switch-mode power supply must be in minutes not hours for a simulator to be useful.

There have been analog circuit simulation methods that have shown some success in speeding up switch mode power supply simulation but at a cost of making simplifying assumptions which don*t allow arbitrary control logic and fully simulate the complexity of the switching waveforms."

Это с первой страницы helpa от LTSpice. Объясняет многое, особенно последнее предложение. Бесплатный сыр бывает только...сами знаем где.

[anli]

0.3uS -это слишком много

Да можно хоть 1nS. Главное - не ноль. Я взял 0.3uS с потолка.