Mosfet400 full simetric => Proiect public

[clausnc]

Merita sa te gandesti Marian si la un etaj de iesire dublu in loc de triplu avand in vedere ca ai mosfeti. Scazi considerabil problemele legate de superioda, oscilatii , deasemenea pretul scade usor, la fel si munca , in conditiile in care distorsiunile raman inca foarte mici. Vorbind realist, presupunand ca amplificatorul va merge perfect, vor exista niste praguri date de realitate care limiteaza SNR-ul amplificatoarelor cu transformator undeva pe la -90dB iar pe cele cu smps la -110dB (pentru banda audio). THD-uri intre 0,001% si 0,0001% se obtin foarte greu si sunt si mai greu se stabilizat. Deja imperfectiunile pieselor bat cu pumnul in masa ca sa zic asa...Daca vorbim de THD+N deja sub 0,001% este extrem de greu de obtinut. In atare conditii merita sa te gandesti ca anumite simplificari in schema vor ajuta la stabilitate si nu vor face ca distorsiunile sa creasca fata de pragurile amintite de mine mai sus. Din experienta parerea mea este ca e preferabil un THD de 0,001% cat de cat stabilizat, decat valori teoretice mai mici care conduc schema catre hazard.

Din exterior lucrurile se vad mai clar. Si la SARA mergea cu etaj dublu dar acolo nu era un capat de tara inca o pereche pentru ca intervenea in schema doar ca si costuri (se castiga in schimb la stabilitate si la sarcini dificile). La mosfet e problema mare cu stabilitatea si cu coeficientul asta termic care sare din lac in put , da sa-i mai pui si niste prefinali bipolari pe care sa-i deschizi in curent incepe sa bata la ochi ca e o solutie visatoare . 

[sk24bpo]

 Eu la SARA am abordat o varianta care sa "triseze" ca sa ma exprim plastic. Am folosit 2 stagii in etajul de iesire, dar primul era sub forma de tranzistor compus, CFP.  La fel am si la Audiophile Starter. Din punct de vedere al sarcinilor dificile apare ca un etaj cu 3 stagii, dar din punct de vedere termic apare ca un etaj cu 2 stagii. In plus "driver-ul" de fapt este pre-driver-ul care lucreaza in clasa A, deci dpdv termic doar finalii conteaza. Asta inseamna ca merge excelent si o superdioda simpla. Minusul vine la stabilitate necesitand o compensare mai agresiva a CFP-ului. 

 

 La Marian se preteaza excelent un etaj de iesire in 2 stagii, are impedanta f mare de intrare la mosfeturi. Dar ma rog, este alegerea domniei sale.

[clausnc]

La Marian finalii sant repetori, aici sant amplificatori in tensiune. Nu are nicio legatura tensiunea suplimentara la comanda cu "totemul".

Din pacate are si denota ca nu cunoasteti cum lucreaza aceste structuri. 

[Vizitator]

La Marian finalii sant repetori, aici sant amplificatori in tensiune. Nu are nicio legatura tensiunea suplimentara la comanda cu "totemul". 

 

Este doar un punct de inspiratie, este logic ca se va "modifica" partea de iesire, adaptind-o la schema lui Marian.

Desi aparent simpla, schema de la Ecler are niste particularitati dragute printre care una frumusica si deloc de neluat in seama, pe nenea buffer il doare fix in 14 de capacitatea mosurilor, si a doua (nu si ultima) te las sa ii observi si descrii avantajul cum sint configurati finalii la Ecler.

semnalul treapta la 10kHz la seria asta de la ecler este ireprosabil si sta BAT si la 20kHz.

 

O fi "vina" bufferului tottem pole?!

 

Gata ma retrag, Marian stie cel mai bine ce are de facut, spor la treaba!

[clausnc]

 Eu la SARA am abordat o varianta care sa "triseze" ca sa ma exprim plastic. Am folosit 2 stagii in etajul de iesire, dar primul era sub forma de tranzistor compus, CFP.  La fel am si la Audiophile Starter. Din punct de vedere al sarcinilor dificile apare ca un etaj cu 3 stagii, dar din punct de vedere termic apare ca un etaj cu 2 stagii. In plus "driver-ul" de fapt este pre-driver-ul care lucreaza in clasa A, deci dpdv termic doar finalii conteaza. Asta inseamna ca merge excelent si o superdioda simpla. Minusul vine la stabilitate necesitand o compensare mai agresiva a CFP-ului. 

 

 La Marian se preteaza excelent un etaj de iesire in 2 stagii, are impedanta f mare de intrare la mosfeturi. Dar ma rog, este alegerea domniei sale.

La bipolari lucrurile sunt mai batotorite. S-au intors pe toate partile timp de 50 de ani.  Daca se folosesc mai multi in paralel nu aduc atatea probleme. Ca si structuri , bipolarii se deschid la  tensiune mica, se satureaza la tensunea maxima  si au acelasi factor termic deci  mult mai usor si predictibil de implementat. (de asta o superdioda simpa e mai mult decat suficient) Cu toate acestea mosfet-urile au avantaje tehnice din care deriva cele sonice  dar sunt mult mai greu de tinut in frau. 

Din experienta altora care 50 de ani au lucrat cu VFA iar in 2013 au trecut la CFA ar trebui sa ne punem macar intrebarea de ce. Sau daca dupa 20 de ani de lucrat cu bipolari au trecut la mosfet , de ce au ales calea mai grea? 

[Marian]

Leco imi permit sa elaborez eu putin.

Simpla prezenta a driver-ului totem poll nu ridica tensiunea de comanda, si deci nu compenseaza pierderile pe Vgs, asta cred ca a dorit Dl Miticamy sa sublinieze.

 

Insa configuratia aia sursa comuna schimba total lucrurile, ( daca ar fi fost tot drena comuna, nu s-ar fi schimvbat nimic prin folosirea unui totem poll fara alimentare suplimentara ), pentru ca scoate Vgs din ecuatia cursei de pe iesire, prin urmare sarcina poate fi dusa mult mai aproape de alimentare, ai dreptate cand zici ca nu mai este nevoie de alimentare mai mare, in fapt aici Rds-On chiar este parametrul care limiteaza nivelul maxim posibil al cursei, insa asta se intampla doar datorita configuratiei sursa comuna.

 

Aici protectia portii impotriva supratensiunii este absolut obligatorie, deoarece PNP-ul din totem poll ( vorbind strict de ramura pozitiva ) poate duce poarta pana foarte aproape de potentialul masei ( minus caderea pe el ), in timp ce sursa este dusa la alimentare de rezistenta aceea, deci potentialul dintre poarta si sursa ar fi chiar ramura de alimentare fara acea protectie, nu am retinut tensiunea de alimentare de pe ramuri ( cer scuze daca s-a spus si mi-a scapat mie ), insa cu siguranta este mare avand in vedere conzii de 100V si cele 5 perechi de finali, prin urmare variatia de tensiune de pe rezistentele din poarta este foarte mare si implicit variatia de curent prin zener este foarte mare, nici zener-ul si nici rezistenta nu-s usor de ales.

 

Si aici conteaza capacitatile cumulate ale mosfetilor, PNP-ul are ca sarcina Ciss total al celor 5 IRFP-uri ( incarca ) in paralel cu dioda zener, numai ca rezistentele de valori mari limiteaza varfurile destul de mult ( poate prea mult... ). Iar NPN-ul descarca Ciss, deci si aici conteaza parametrul asta, dar cu un curent mult mai mic datorita stabilizarii de 12V impusa de zener, si de aceea mi se pare greu de evitat asimetria la unda dreptunghiulara intre panta urcatoare si cea scazatoare. Prezenta bilelor de ferita in porti are potentialul de a accentua problemele de viteza ale comenzii finalilor la frecvente mai mari.

 

Avantajul net totusi ramane, cursa mai mare pe iesire fata de drena comuna, deci putere mai mare, si totodata si un randament mai bun al etajului final la volum maxim ( sub clipping ), datorita caderii mai mici pe finali.

 

Schema mea ramane insa asa cum este.

[clausnc]

Este doar un punct de inspiratie, este logic ca se va "modifica" partea de iesire, adaptind-o la schema lui Marian.

Desi aparent simpla, schema de la Ecler are niste particularitati dragute printre care una frumusica si deloc de neluat in seama, pe nenea buffer il doare fix in 14 de capacitatea mosurilor, si a doua (nu si ultima) te las sa ii observi si descrii avantajul cum sint configurati finalii la Ecler.

semnalul treapta la 10kHz la seria asta de la ecler este ireprosabil si sta BAT si la 20kHz.

 

O fi "vina" bufferului tottem pole?!

 

Gata ma retrag, Marian stie cel mai bine ce are de facut, spor la treaba!

 

Este doar un punct de inspiratie, este logic ca se va "modifica" partea de iesire, adaptind-o la schema lui Marian.

Desi aparent simpla, schema de la Ecler are niste particularitati dragute printre care una frumusica si deloc de neluat in seama, pe nenea buffer il doare fix in 14 de capacitatea mosurilor, si a doua (nu si ultima) te las sa ii observi si descrii avantajul cum sint configurati finalii la Ecler.

semnalul treapta la 10kHz la seria asta de la ecler este ireprosabil si sta BAT si la 20kHz.

 

O fi "vina" bufferului tottem pole?!

 

Gata ma retrag, Marian stie cel mai bine ce are de facut, spor la treaba!

Foarte bun exemplu  in ceea ce priveste stabilitatea . Din pacate e o conditie necesara si in variante de casa (in cele profi se practica sacrificarea  sunetului in detrimentul stabilitatiii). 

[Marian]

Gata si superdioda cu 431:

 

Acuma pot simula schema ta Claudiu_XD, si de asta ma voi apuca in continuare, rezultatele pe privat.

[sesebe]

Din pacate are si denota ca nu cunoasteti cum lucreaza aceste structuri. 

 

Te rog, explica-ne tu!

[clausnc]

 

E suficient dublu bootstrap pe VAS dar nu poti comanda dupa o herghelie de mosfet-uri.(capacitatile lor parazite plus cele de pe cablaj vor veni in sarcina VAS-ului si o sa-l puna in genunchi la 10ma ). Am trecut acesta idee intr-un mesaj care mi-a fost sters.( o mare ciudatenie pe acest forum unde multi sunt bantuiti de clone). La 20ma pe VAS se pot obtine 300w/8r daca chiar se doreste acest lucru  si asta cu doar o pereche de finali  mosfet dar din alta clasa (exista deja implementari care functioneaza pe aceasta stuctura).

 Aceasta e varianta pentru drena comuna si s-ar putea sa devina baza un anii ce vor urma. (momentan a fost implementata pe amplificator de peste 10mii eur ). Mai sunt si niste buffere cu CPF pe acolo prin VAS si reteta e cea castigatoare pentru cei capabili sa prinda ideea. 

p.s. Ignoranta e mama esecului dupa o zicala frantuzeasca. La noi Eminescu a subliniat-o altfel in scrisoarea a treia  si e edificatoare pentru  comportamentul multora de pe acest forum, care  se ingramadesc la rolul lui Baiazid.

Te rog, explica-ne tu!

   A explicat marian diferenta intre sursa comuna si drena comuna. La drena comuna  am prezentat doua solutii ambele fara compromisuri .(bootstrap pe VAS sau alimentare diferita pe etaje) De fapt vad ca a studiat intens  (de cand i-am atras atentia) care sunt problemele acestor structuri. Din pacate se incapataneaza sa creeze ce au facut altii acum 8 ani dar la un nivel mult mai scazut si cu costuri mai mari. 

 

   Intamplator partea asta de iesire seamana cu o implementare urmarita de mine (nu e una publica) si cam astea au fost solutiile fara compromis. In ceea ce ma priveste am marsat pe o solutie in care faza semnalului de iesire difera de cea a celui de intrare cu vreo 2 grade (nu 360 sau cine mai stie de cate s-a mai rasturnat semnalul  plus cateva grade din compensari); CFA care asigura o banda extinsa si o reactie negativa minima  si chiar nu mai e nevoie de miller (fata de VFA cu doi poli cu 400w dar cu reactie negativa cat incape); singleton cu avantajele lui nete (fata de diferential care doar la capitolul stabilitate termica sta mai bine), reactia negativa nested care urmreste un anumit spectru de distorsiuni, etc. Ca sa pun si cireasa pe tort puterea maxima e de 200w/8r pentru +/-62v. 

   Deci s-au atins toate dezideratele care s-ar dori in acest proiect doar ca la alt nivel. Din pacate din rahat nu prea iese bici ,sa mai si pocneasaca nici vorva.

[Blacksmith]

Gata si superdioda cu 431:

 

Acuma pot simula schema ta Claudiu_XD, si de asta ma voi apuca in continuare, rezultatele pe privat.

 

Si toti tranzistorii aia trebuie pusi pe radiator ???

[Marian]

Direct pe capsulele finalilor, adica stransi cu suruburile cu care finalii sunt fixati ( e mai simplu pentru ca nu trebuie foita de mica, doar eventual ceva pasta ), astfel temperatura vazuta de senzori este mult mai precisa deoarece se elimina inertia radiatorului din ecuatie.

 

Asta este arhiva cu TL431:

TL431A-Test.zip

 

Se dezarhiveaza direct in folder-ul unde este salvata simularea, apoi in schema la adaugarea de componente se navigheaza de la "top directory" in acest forlder si jos in casuta cu componente vor aparea 2 variante de 431. Pentru modele adaugati pe schema directiva .lib TL431A_models.lib unde "TL431A_models" este numele exact al fisierului notepad cu modelele dezarhivat in folderul respectiv o data cu celelalte fisiere.

[Blacksmith]

Mi se pare o complicatie enorma. Sa stai sa tragi fire la fiecare tranzistor... (ca nu ai cum sa le pui pe cablaj).

[Marian]

Este vorba doar de un singur fir intre fiecare 2 tranzistori, unul scurt de altfel. Adica pe placa nu-ti trebuiesc decat 2 borne, deci doar 2 fire merg la placa ( in nici un caz mai multe ), pe capsulele finalilor fixezi cei 4 senzori ( sau 5 sau 6, sau cati vrei ), si le conectezi bazele la colectoare direct intre pini, apoi faci legatura intre ele cu cate un fir, iar cele 2 capete le duci la placa la cele 2 borne, este foarte simplu, si ofera o flexibilitate majora cat priveste nivelul de compensare, adica nu trebuie sa iasa perfect din simulator, ajustezi cum vrei direct pe montaj.

[Vizitator]

Marian, inertia termica dintre talpa capsula/radiator/celulele superdiodei este mai, aiurea daca pui tranzistorii pe plasticul capsulei si nu pe radiator.

Sint momente cind temperatura pe plastic este sub cea a radiatorului si peste cea a radiatorului, depinde de virfurile de curent si disipatie instantanee pe acel tranzistor.

Sfatul meu este ca superdioda (elementele trz) trebuiesc pusi pe radiator, chiar daca coeficientul termic la mos-uri este pozitiv.

Niciodata temperatura epoxi-ului capsulei nu va fi egala cu cea a talpii tranzistorului, mult mai precis este pe radiator ca traductor termic.

Ideea este cit de cit OK la un amplif de 50W, dar la 400W nu te joci, iti spun din experienta.

Daca vrei sa minimizezi inertia termica a radiatorului, la proiectarea PCB pui fiecare trz, pe radiator intre 2 finali, adica final/superdioda/final/superdioda, etc.

Totusi 4 jonctiuni ca traductor termic, imi par cam mult, tine cont ca nu ai triplet in iesire ca la bipolare sa trebuiasca sa compensezi termic un set de 2 joctiuni per rail, (ale finalului si prefinalului), ca predriverul este in clasa A si nu conteaza in ecuatie.

 

Eu as zice sa mergi pe o superdioda clasica, un un eventual termistor inclus in circuit sau inca o jonctiune de TRZ.

Acum, tu stii cel mai bine dar cum ai ales, s-ar putea ca la temperatura mare (mai ales ca nu deschizi full finalii din cauza celor 10V), s-ar putea sa ai salturi bruste de bias rece/cald.

Simulatorul nu stie nimic de rezistenta termica a radiatorului/ambiant/racire fortata, si nici de rezistenta termica jonctiune/capsula/radiator.

Zic sa mai reflectezi asupra ideii.