Clasa D cu componente usor de gasit

[matzah]

Pentru ca mi s-a urat de comandat de pe alde mouser (ca sa nu ma risc cu ebay) IR2092 si chestii de genu, am trecut la o clasa D cu componente in mare parte discrete dar mai usor de gasit si facut cu ce are omul prin casa. Am atasat schema mai jos, este functionala. 

Problema este ca vreau s-o adaptez pentru functionare la tensiuni mai joase, gen 2x50V. 

Am modificat R22 si R23 la aproximativ jumate din valoare. Am scazut R66 din reactie la 15K. Cu C26 - 220pF din schema, am aproape 200KHz frecventa oscilatie, care aparent pentru urechile mele modeste este suficient chiar si in full range. 

Problema este ca in gol mosfetii stau fierbinti, deoarece din ce am vazut am ceva conductie simultana (crosconductie parca suna ciudat) a mosfetilor (IRFB4227 ca de-astia aveam deja). 

Rugamintea si intrebarea mea este cum pot introduce dead time mai mare sau regla dead-time-ul la aceasta schema?

 

In rest valorile sunt similare cu cele din schema. La iesire am un miez T157-2 Micrometals, iarasi aveam deja disponibil, chiar daca e cumva cam marisor pentru ce am nevoie. 

 

 

 

DXT2K-UcD ver.3b - Final.pdf

[sesebe]

Ai incercat sa maresti rezistentele de 47ohm? 

Pt un test cit mai usor de repeatat si masurat, masoara curentul din sursa fara semnal la intrare.

[matzah]

N-am incercat inca, urmeaza diseara sa-l mai bibilesc. Cam asa o sa fac, sursa ce masoara cat trag si osciloscop sa vad cam ce fac. 

O alta chestie mai minora, offsetul trebuie bibilit momentan in functie de tensiunea de alimentare. Chiar si o variatie cu 2-3 volti per rail necesita schimbarea punctului de offset. N-am verificat comportamentul la tensiunile pentru care e gandita schema, o sa incerc sa adresez chestia asta daca ramane asa si dupa modificari - probabil ii adaug un neam de DC servo. 

 

In rest schema e mai toleranta cu anumite greseli, IR2092 nu iarta nimic, aici in cel mai rau caz schimbi ceva componente de 50 bani. 

 

[maxente]

Caut si eu o scehma mai ''simpla'' clasa D cu alimentare de 2x50 - 2x60vcc.

Nici eu nu ma inteleg cu IR2092, face urat, de cap sa îi fie !

Am mai facut o struțo-cămilă cu CD4093 si IR2110, nici cu aia nu m-am inteles, zici ca a intrat babau în ele și nu mai iese 

[matzah]

Cu IR2092 am facut vreo 5. Mergeau frumos toate pe sursa de laborator. Le duceam in clip fara probleme pe cat putea sursa maxim, 2x32V. Schimb valorile pentru 2x60V. Le testez pe rand, fara probleme. Apoi le bag in carcasa impreuna cu un SMPS, ceva protectii DC si alte maruntisuri. La cateva zile au picat toate. Problema era ca tot ce era in carcasa aia era auto-oscilant. Bagate la gramada, apareau tot felul de interferente intre ele, fluierau, fasaiau, toate minunile. Pana sa ma gandesc eu la sincronizare cu un clock extern, au inchinat steagul toate. Dat fiind ca un IR2092 e vreo 11-15 lei si are o vointa proprie daca nu esti absolut riguros cu realizarea, am zis pas. 

Ultimul amp cu IR2092 si-a gasit in final utilitatea testand protectia la scurt a SMPS-ului meu dupa ce din cauza unei alinieri necorespunzatoare a planetelor si-a facut sarma mosfetii absolut din senin. La o verificare ulterioara, asta folosea IR2092-ul venit de ebay. Cine stie... 

 

 

[deo]

Din ce i-mi aduc aminte,DT se poate schimba din R1.

[matzah]

Dap, e suficient ca R22 si R23 sa fie cam 2.2K si R1 undeva la 470ohmi pentru alimentare +/- 32V cat poate sursa reglabila. In aceasta configuratie, merge fara probleme iar pe osciloscop totul arata bine. Aceste valori se ajusteaza in functie de tensiunea de alimentare. 

N-a fost nevoie sa umblu in reactie iar restul valorilor sunt cele din schema. 

La +/- 32V trage cam 2.5W cu totul in idle, frecventa de oscilatie fiind 220KHz. Nu mai sunt probleme nici cu offsetul, las asa cu semireglabil. 

 

Editat Iunie 27, 2019 de matzah

[Marian]

2092 se gaseste si pe Farnell, nu doar la mouser, si pretul e ok iar procedura de comanda usoara.

Apoi nu-i singurul:
https://ro.farnell.com/c/semiconductors-ics/amplifiers-comparators/audio-amplifiers?amplifier-class=d

 

Adica ideea era ca nu stiu daca merita sa-ti bati capul cu un D discret care nu-i la fel de simplu de optimizat ca liniarul clasic, atunci cand exista atatea variante de CI-uri dedicate.

 

Zic si eu...

Daca sunt offtopic, asta e.

[matzah]

Pai, vroiam sa-l fac cu SMD+TH, pentru ca mdeh, am cam evitat SMD-urile pana acum si era un exercitiu util. Aici ai cam 100 componente de plantat, simti ca bibilesti ceva. 

Pe de alta pare, imi pare mai flexibil decat 2092 si altele de genul. Ca sa nu mai zic ca 2092 nu tolereaza nici un fel de greseala, iar layout-ul pcb-ului e absolut critic daca nu vrei sa ai probleme cu protectiile ce decupleaza aiurea (sunt si kituri pe net de cumparat de-a gata care au probleme de-astea) . Suplimentar, daca nu folosesc mosfeti lejer de condus, trebuie iarasi drivere si odata cu astea apar alte probleme. Desi in principiu poti controla frecventa de comutatie, dead time etc, odata cu modificarile aduse pentru puteri mai mari, pierzi mult din plaja de reglaje, unele valori fiind setate intern in cip. Producatorul astora, IRS, vede seria asta de cipuri mai degraba ca si conducand direct o pereche de mosi cu capacitate poarta mica, eventual tot facuti de ei, pentru puteri de 2-300w. Vrei alti mosfeti (perechi suplimentare sau mosi mai greu de condus), puteri mai mari, treaba se complica repede cu cipurile astea. Oricat am incercat, nu puteam sa scad frecventa de comutatie undeva la 250-300KHz in configuratia mea. Ar fi trebuit sa ma complic si mai mult si sa-l fortez sa mearga cu clock extern. 

Concluzie, IR2092 si genul asta, nu prea sunt cipuri bune pt amatori. Stiu ca se fac tot felul de variante cu el dar eu sunt prea plavan pentru asa ceva. Ar fi mers doar sa clonez un Iraudamp9 sau ceva de genul, sa-l fac mecanic dar unde mai era amuzamentul. 

 

Pentru joaca, varianta cu discrete e mult mai buna pentru mine.

 

Editat Iunie 28, 2019 de matzah

[Marian]

Chestia cu rutarea cablajului mi se pare normala cam indiferent ca ai CI sau discrete, ai acolo o sursa in comutatie la cateva sute de khz ( sau chiar mai mult ), mai mult decat atat, ai semnale cu tranzitii foarte rapide ( mult peste cele cateva sute de khz ale frecventei ), este normal ca traseele cablajului sa fie foarte atent rutate pentru a pastra integritatea semnalelor. 

 

In fine, nu te mai stresez, succes

[matzah]

Gata, am facut pana la urma bors iarasi. Am zis ca il fac cu componente usor de gasit, dar SMD-urile oricum trebuie comandate de la TME deci pana la urma cam tot stai dupa ei. In fine, sunt mai multumit totusi de asta decat de IR-uri. 

Din cauza unor distorsiuni la semnal mai mare, a trebuit sa umblu putin si pe calea de feedback. 

In caz ca sunt doritori sa testeze schema atasez o lista cu componentele ce trebuie avute in vedere spre modificare in caz ca alimentati la alta tensiune (si un exemplu de valori pentru +/- 40V):

 

 

R22 si R23 - original 6.8K - modificat la 1K (in spatele lor stau zennerele de 12V, de avut in vedere cat si ce suporta si astea) 

R1 original 270r - modificat la 470r (seteaza DT-ul)

R66: original 68K - modificat la 10K (feedback)

C26: original 220pF - modificat intre 100-330pF (practic.. frecventa de oscilatie, am lasat in final 220pF - duce la undeva gen 210-220KHz, suficient pt mine, oricum va sfarsi ca amplificator pentru bas) 

 

Montajul este pe 2 placi, una fiind comanda, cealalta continand mosfetii si filtrele. Majoritatea SMD_urilor sunt 1206 pentru ca mi-era frica de de-astea mai mici...

Provizoriu apar 2 rezistente TH, puse paralel peste grupul R22 si R23 (care la mine sunt cate 3 rezistente puse paralel pentru suprafata de disipat caldura mai mare) astea sunt provizorii pentru perioada cand il tin alimentat la tensiuni mai mici. 

 

Mai lipseste un condensator...

Placile, una calare peste ailalta

 

 

 

 

[matzah]

Am testat pe un dummy load la cat poate sursa reglabila (+/- 32V) . 

Impins spre max, o sinusoida de 1KHz , infipta in 8 ohmi dummy load, arata absolut oribil: 

 

Asa arata iesirea inainte de clip, masurata imediat dupa bobina. 

 

Vazand chestia asta, precum si ramasitele de purtatoare pe care le am mereu suprapuse peste semnal, m-am intepat paralel cu un alde 1.5Kohmi serie cu niste casti Beyer Dynamic Dt770 sa ascult si eu ce canta dracia asta. La ureche, daca nu-l duci in zona asta, canta ok, demn de o cauza mai buna, dar pe osciloscop e jale. 

 

Intrebarea mea e, ce anume ar cauza imaginea pe care o am pe osciloscop? Banuiesc o combinatie de probleme de feedback + eventual filtru iesire cu ceva insuficiente... 

Presupun ca nu am probleme de DT, alea aratau pe osciloscop mai degraba gen distorsiuni de crossover sau cum apar ampurile clasa AB sever sub-biasate. 

[Vizitator]

Se intimpla si la case mai mari, Powersoft, leader in domeniul PRO, clasaD:

 

 

 

Totul tine de feedback si filtru iesire.

 

[FRobert]

Acel fenomen, ce se vede este normal la clasa D autooscilanta, deoarece cu cat creste amplitudinea de iesire, scade frecventa de oscilatie. Daca fara semnal de intrare ai 400kHz frecventa de autooscilatie, in prag de clipping scade la aproximativ 250kHz-280kHz, si de aceea creste amplitudinea undei purtatoare. Nu ai constatat cu muzica la prag de clipping un sunet gen membrana sparta, un fel de sunet facut cu biciul? Ce nu mi se pare ok, ca semialternanta negativa difera de cea pozitiva.

[matzah]

Am mai rezolvat unele din chichite. Problema cu semialternantele era data de variatia offsetului cu tensiunea de alimentare. Practic, daca reglez sa fie simetric pentru o anume alimentare, fara semnal pe intrare, in momentul cand il incarc si am caderi mari de tensiune (si in cazul de mai sus erau... datorita montajului de test cu fire subtiri, crocodili etc) offsetul fuge odata cu tensiunea reala efectiv la bornele amplificatorului. 

 

Am urcat tensiunea undeva la +/- 60V. Merge dus in clip fara probleme. Pana acum e cea mai buna performanta obtinuta cu clasa D de mine. 

In acest caz, rezistenta din feedback am urcat-o la 47K, iar cea din care setez DT, am scazut-o la 330 ohmi. 

La acest moment, in conditiile in care am pus si sus (in acest caz, aveam alimentare +/-45V) , sinusoida mea arata asa: 

 

 

 

 

 

 

 

Editat Iulie 7, 2019 de matzah