calcul snubber punte redresoare

[Marian]

Voi fi scurt acuma pentru ca is intr-o oarecare crizaz de timp, dar promit sa revin cand sunt ceva mai liber, probabil mai deseara sau spre noapte.

 

Daca o sa folosesti sarcini de 4 Ohm amplificatorul va cere ceva mai mult de 4,5A pentru tensiunile alea, dar traful abea poate asigura pe jumatate de atat, bateria de condensatori asigura varfurile instantanee de curent mari, tipice programului muzical, dar curentul mediu va fi tras din traf indiferent cat de multa capacitate ai, traful cand nu are resurse, pierde multa tensiune in sarcina, caderi mari pe cupru, asta il incalzeste destul de mult, putandu-se ajunge in punctul in care sa nu prea poti tine mana pe el, pe langa asta, nivelul distorsiunilor la volum ridicat vor fi mari sau foarte mari datorita caderii mari de tensiune in sarcina, ampliful nu va avea "vana", cu siguranta n-o sa-ti placa ce vei auzi.

 

PS; Daca schema este una bine pusa la punct, si la fel si cablajul, atunci nu prea este necesar osciloscopul in vederea punerii in functiune a amplificatorului, evident ca nici nu strica. De regula la prima alimentare limitezi curentul maxim de la sursa astfel incat in caz de oscilatii sau alte probleme, finalii sa nu crape, daca insa offset-ul pe iesire este in regula, iar curentul de mers in gol se regleaza bine, atunci amplificatorul se poate considera functional.

[ratza]

Puterea o afli simplu: vrei 100W/canal? Traf de 300VA. Vrei 100W/4R? Ai nevoie ca tensiunea să varieze pe sarcină. U=1.41*√(P*R)=28V. Mai adaugi căderea de tensiune de pe punte, finali și gata, știi tensiunea de alimentare (să zicem 35V). Cît curent trebuie? I=√(P/R)=5A Ai două canale? Nasol, trebuie 10A. Cît ziceam că trebuie trafu'? P=U*I=35*10=350. Vrei să folosești ampul pe sinus pur la putere maximă? Nu cred, așa că 300VA sînt suficienți.

[Marian]

Sunt 2 situatii distincte:

 

1.-Se cere o anumita putere pe o anumita sarcina, si se calculeaza alimentarea necesara;

 

2.-Se da o anumita alimentare si se cere estimarea puterii pe o sarcina dorita;

 

In primul caz pornesti de la o putere dorita pe o anumita sarcina si de acolo se poate usor estima totul. Stiind ca:

 

Rezulta ca:

 

P=Puterea dorita;

U-Tensiunea rms pe sarcina pentru puterea data;

R=Sarcina;

 

Spre exemplu pentru 100W pe sarcina de 4 Ohm tensiunea rms pe sarcina trebuie sa fie asadar:

 

Aceasta tensiune este asigurata alternant de catre ramurile de alimentare, varful acestei tensiuni ( sau altfel zis Vcc-ul corespondent acestui Vca ) este:

 

Pe orice etaj final exista niste pierderi, ele tin atat de caderile directe pe tranzistorii finali, cat si limitarea comenzii de la etajul anterior, de cele mai multe ori VAS se alimenteaza de la aceeasi tensiune ca si etajul final, uneori si mai rau, VAS este alimentat prin diode de la alimentarea etajului final, in functie de structura VAS acesta are un anumit nivel maxim pana la care poate merge cu cursa de comanda a finalilor, daca exista prefinali ( cum de regula se intampla la finali bipolari ) atunci si acestia contribuie la randul lor la limitarea comenzii pentru finali, iar finalii au ei insisi anumite pierderi, fie ca este vorba despre Vbe oprit pentru conductia curentului maxim dorit, fie ca este vorba despre tensiunea de saturatie... toate aceste pierderi trebuiesc luate in calcul la determinarea tensiunii de alimentare necesare. La etaje finale cu bipolari se pot lua in calcul cca 3V peste Uv calculat, iar la mosfet cca 5V. Mergand pe varianta bipolari, rezulta o ramura de 28,3+3=31.3Vcc.

 

Daca alimentarea se face cu traf de retea atunci se trece la calculul tensiunii necesare in secundare, cei 31,3Vcc se reconvertesc in corespondentul lor in Vca:

 

Aici trebuie adaugata si pierderea de pe redresare, se consulta pdf-ul diodelor folosite si se estimeaza Vf-ul pentru fiecare dioda in parte si se inmulteste valoarea gasita cu 2, adica daca gasim 0,6V per dioda, si folosim 4 diode distincte pentru puntea redresoare, atunci avem cadere pe redresare de 1,2V avand in vedere faptul ca de fiecare data la fiecare semialternanta 2 diode vor conduce, iar 2 vor fi blocate. In cazul tau cu schottky beneficiezi de pierderi mai mici pe redresare, cred ca te poti baza pe un maxim de 1,5V cadere pe redresare, deci ii insumezi cu valoarea gasita anterior si determini tensiunea necesara in secundare, eventual rotunjesti in sus daca este cazul.

 

Asadar in exemplul dat este necesar un traf cu 2 secundare de cate 24Vca. In continuare se determina curentul, si este simplu, se porneste de la cel de varf care este:

 

De aici curentul mediu necesar de la traf este:

 

Asta este curentul necesar pentru un singur canal, daca se folosesc mai multe canale, se inmulteste valoarea gasita cu numarul de canale dorit. Evident ca orice rotunjire in sus este binevenita. In exemplul dat pentru a livra 100W sarcinii de 4 Ohm, din alimentarea de +/-31,3Vcc se consuma cca 140W, deci un randament maxim de aproximativ 70%.

 

 

In cazul al 2-lea in care se da o alimentare folosita si se cere estimarea puterii disponibile, se urmeaza in sens invers pasii descrisi. Sa luam cazul tau cu cei aproximativ +/-60V cat estimez ca o sa ai in sarcina, scazi din ei cei 3V despre care am pomenit ca si pierdere pe etajul final si ramai cu 57V pe ramura, pe astia ii convertesti in valoare rms inmultindu-i cu 0,707 si obtii cca 40V semnal pe sarcina, apoi aplici formula puterii pusa la inceputul postarii, pentru 4 Ohm ai (40*40)/4=1600/4=400W, iar pentru 8 Ohm ai 1600/8=200W. Asta presupunand ca alimentarea poate suporta curentul necesar acestor puteri, in cazul tau traful ala abea ar putea sa se descurce la limita cu 8R, la 4R nu recomand sa te bagi, nu ai cu ce.

 

Totul de aici este intr-o masura mai mare sau mai mica, bazat pe niste estimari, deci valorile exacte din realitate pot sa difere mai mult sau mai putin cu cele calculate, de aceea se recomanda o oarecare generozitate atat la tensiunea de la traf cat si la curent. Totusi modalitatea te ghideaza suficient de bine incat sa mergi pe drumul cel bun.

 

Spor.

[turcu_dan]

  Va multumesc pentru interventie si explicatii. In principiu am cam inteles cum stau lucrurile, dar totusi pe o sarcina de 4 ohm cu echiparea mentionata ce putere safe as obtine?

 

[Shambala]

Este GRESITA folosirea de condensatori de 0,1uF in paralel pe diodele redresoare [!]

Solutia este un compromis, iar valorile maxime admise sunt de 4,7nF - rar de 10nF.

 

La 50hz, un C peste o dioda inseamna de fapt o Z in paralel cu dioda. 0,1uF la 50hz are Z = 32kohm

Aceasta impedanta vine in paralel cu rezistenta inversa a diodei, rezultatul fiind brum peste tensiunea continua.

Poate uneori nu se simte datorita PSRR mare al amplificatorului, dar asta nu schimba cu nimic realitatea.

Referitor la calculul de mai sus al puterii necesare a transformatorului de retea, se uita una din cerintele importante - deltaU cat mai mic.

A estima ca un traf de 300W cade doar 3V in sarcina de 5A este exagerat de optimist, iar dU=3V  la unul de 350W la 10A este de-a dreptul iluzoriu.

Indiferent daca omul vrea amplificator audiofil sau nu, TREBUIE  precizate corect aceste lucruri.

Despre valoarea necesara a condensatorilor de filtraj am scris in alt post - tot contrat "anti-audiofil"  de Marian.

Indiferent de opiniile fiecaruia, este bine sa se inteleaga ce inseamna filtraj primar sau principal, ce insemana filtraj secundar sau local, ce inseamna decuplarea alimentarii si ce inseamna rolul condensatorrilor de filtraj ca rezervor de energie. Dupa care alege fiecare ce vrea.

Cazul cel mai defavorabil din pdv al rezervei de energie este tensiune de alim. relativ mica si impedanta de sarcina mica. Rezulta nevoia de condensatori mult mai mari decat sunt desenati pe schemele unora.

Inca ceva -  cele discutate mai sus - intregul topic, este pur teoretic.

In mod practic este bine a face totul pas cu pas, si inca cu pasi mici.

I-am explicat asta mai demult autorului topicului intr-un mesaj privat.

Consider ca pot beneficia si altii de acel sfat asa ca il transcriu si aici:

"Sugerez sa folositi initial o punte monolitica, electrolitici ieftini si decuplari minimale (0,1uF), adica un modul de alim clasic (specific elforum   ) si abia dupa ce se termina amplificatorul se ia eventual in considerare [re]constructia unui modul de alim high-end. Daca mai este cazul / se considera ca merita investitia."

Editat Aprilie 24, 2015 de shambala

[Marian]

@shambala Nu am zis nicaieri ca traful ar pica 3V in sarcina, nu am pomenit nicaieri mai sus despre nici un fel de cadere a tensiunii de la traf, in sarcina, nici nu se poate estima macar acest lucru fara o cunoastere cat mai buna a trafului folosit. Eu am estimat o pierdere pe etajul final de cca 3V la bipolari si 5V la mosfeti ( la mosfeti in fapt ar putea fi ceva mai mult ), este scopul acestui calcul prezentat sa sugereze un curent minim necesar de la traf, curent la care sa fie evaluat traful pentru regim continuu, unde se presupune deci ca traful poate suporta acel curent fara pierderi de tensiune mai mari de 5-10%, ceea ce este acceptabil, si asa cum am zis, orice rotunjire in sus este binevenita, asta va face cu atat mai mica pierderea de tensiune in sarcina la traf. Adica este in regula. Un alt aspect pe care nu l-am acoperit mai sus, este dimensionarea capacitatii de filtrare necesare, dar nu asta era scopul acelei postari, se poate prezenta si asta daca se cere, desi este cat se poate de simplu de determinat.

 

Referitor la C in paralel pe diode, ce energie are acel "brum" prin Z-ul de 32k? Sau altfel spus cat este de mare intensitatea curentului alternativ care trece prin acel cond la cei 50hz ( neomitand faptul ca acel curent e defazat cu 90* de tensiune )? Inmulteste curentul ala cu ESR-ul echivalent al capacitatii de filtrare total folosite ( incluzand C-ul neelectrolitic mic folosit ), si aflii cam ce "zgomot se suprapune peste tensiunea continua oferita de filtrare.

 

PS: Nu ma intereseaza contrele cu tine, sau cel putin nu atat de mult pe cat te intereseaza pe tine, ma intereseaza doar sa prezint date concrete si cat mai detaliate, pentru ca sa inteleaga cat mai multi, ce am scris eu aici nu e scos de la mine. Stii vorba, dupa razbel...

 

@turcu_dan referitor la jpeg-ul pus de tine mai sus, ai +/-43Vcc, adica 86V in total, si 1,6A, deci 86*1,6=137,6W. Referitor la ce ai putea obtine totusi de la traful pe care il ai in sarcina de 4 Ohm, chiar n-as putea sa-ti spun, probabil ceva mai mult de cat obtii pe 8 Ohm, dar nici acolo nu obtii foarte mult, ma indoiesc ca o sa ai mai mult de sa zicem 150W. Cifre mai exacte poti obtine doar dupa ce testezi traful cu o sarcina rezistiva care sa traga continuu 3-4A din acel traf si observi cat de tare scade tensiunea, apoi poti estima cam pe unde te aflii.

[Shambala]

Am probat cu 0,22uF - de astia aveam, si pot sa spun cat de mare este acel brum - este un bazait de toata frumusetea !

Scoti conzii, dispare zgomotul.  Mai fa si tu probe inainte de a da sfaturi si "explicatii".

[Marian]

Am scris si mai sus, la contre esti in fata, la prezentari concrete...mai putin. Nu am zis nicaieri sa se puna 220n acolo, ci intre 10 si 100n, si culmea, nici asta nu e scoasa de la mine...

 

In fine n-am de gand sa intretin o disputa, deci imi rezerv dreptul sa renunt la a-ti mai da apa la moara.

[flomar60]

Am probat cu 0,22uF - de astia aveam, si pot sa spun cat de mare este acel brum - este un bazait de toata frumusetea !

 

Aveti dreptate , la valoarea aia creste zgomotul in loc sa scada! Dar , zgomotul existent fara conzi pe diode se inlatura f. bine cu 33nF in paralel pe diode...am testat incepand dela 4,7nF pana la 100nF....cea mai potrivita valoare ,la testele facute de mine a fost 33nF....

[gauss]

Am scris si eu ( pe vremuri ... ) despre acesti condensatori in paralel cu diodele din puntea redresoare . Am militat pentru valori mici ( tatonate , functie de aplicatie ... ) . Mi s - a explicat ca gresesc , chipurile " mizeriile " vor fi absorbite de condensatorii de filtraj . In fine ... " persoana importanta , nu spui cine ... " . N - am intrat in polemici ... de obicei aparatura nu minte . Eu cred in ce spune . In fine ... scuze ca am intervenit !

Editat Aprilie 24, 2015 de gauss

[Shambala]

Si eu am gasit valoarea de 0,1uF in carti /cursuri vechi de 30-40 de ani. Si ce, era singura "incongruenta" ?

In radiouri si TV AN se puneau 2,2n-4,7n. Credeti ca ei nu stiau de "0,1uF" si ca nu au probat ? Exact asa s-a facut, cum spune Gauss - s-a tatonat pt fiecare aplicatie. Iar valorile trebuie mentinute mici, mult sub 0,1uF.

Asa, daca o luam cu nu conteaza, inmulteste cu ESR, etc, putem folsoi si diode cu germaniu, nu ?  Ca tot aveau caderea mica de tensiune ...

[turcu_dan]

Ideal ar fi ca discutia sa fie constructiva pentru toti incepatorii, nu numai pentru mine. Deja lucrurile au inceput sa se clarifice in ceea ce ma priveste. Condensatorii achizitionati de mine, cei paralel cu diodele redresare sunt 10nF;630VDC, altii nu am  ....  In ceea ce priveste piesele, achizitia lor este deja facuta..... Si daca ar fi sa iau aflarea corecta a valorii lor prin tatonari, asta ar presupune sa am un osciloscop ... banuiesc, .... pe care sa vizualizezi zgomotul.

Editat Aprilie 24, 2015 de turcu_dan

[Marian]

Dan, pana aici este in regula din ce spui, si cred ca ai cam toate datele pentru a progresa. In caz ca mai apar nelamuriri da-i cu tupeu cu intrebarile aici.