Clasa D cu componente usor de gasit

[FRobert]

Frumos! Ma bucur. Poti face cateva teste cu frecventa de intrare de 3kHz, 7kHz, 12kHz, 15kHz, 20kHz cu sarcina de 4ohm, si fara sarcina. La mine se cam strica treaba peste 1kHz. Fara reactia post filter de la 1kHz pana la 20kHz arata sinusoida mai mult a triunghi dacat sinusoida, cand un pic rasturnat intr-o parte cand in cealalta cum urc frecventa de intrare, si treba asta se accentueaza cum scad rezistenta de sarcina de la 8 la 4 ohmi. Cand conectez la loc si reactia post filter iesirea arata bine, dar un pic se turteste sinusul la sarcina de 4 ohmi, fata de cum arata cu 8 ohmi sau fara sarcina. Bine la mine structura schemei difera de a ta, deoarece eu vreau sa-l fac in punte cu modulatie BD. Asta pe scurt inseamna, ca ai doua module de amplificator in clasa D conectate in punte, semnalul de intrare a unui modul se inverseaza fata de celalalt, si trebuie sincronizate cele doua module sa aiba aceeasi frecvente de oscilatie. Datorita acestei configuratii, ai radiatii EMI mult mai mici, si ce imi place mie cel mai mult este ca scapi la iesire de frecventa purtatoare, forma semnalului de iesire seamana mai mult cu cea de clasa AB. 

[matzah]

Am apucat sa testez pe la 10kHz-12Khz, cred ca am undeva pe stick acasa oscilograma. La puteri mari sinusoida apare cumva distorsionata, nu chiar triunghi dar oricum e vizibil. 

Mai sus de 16-18KHz nu prea pot momentan testa deoarece generez tonul de pe laptop si nu stiu care e problema aluia dar nu duce 20KHz in iesire.

La fel si cu 4ohmi, sunt in proces de a aduna de prin casa o carca de rezistente de putere sa improvizez un dummy load. Momentan am doar pe 8 ohmi. 

Cam acelasi comportament ca cel descris de tine, pe impedante mai mici am vazut ca semnalele arata mai bine. 

Mai trebuie sa verific cat de stabil e fara sarcina, la inceputuri (pana sa bibilesc unele valori) am decuplat accidental sarcina si mi s-a blocat purtatoarea, chestie deloc simpatica. 

 

Dat fiind ca am facut cablaje de fabrica, ma gandesc si eu la un full bridge. Culeg practic semnalele din comparatorul modulului astuia si le injectez in celalalt inversate. 

De curiozitate, folosesti IR2092 cu clock extern pentru fullbridge-ul cu modulatie BD? Daca da, cum ai implementat feedback post filtru? Am incercat o punte cu acel cip, insa pana sa o pun la punct, m-au mancat alte probleme cu el si am renuntat. 

 

 

Editat Iulie 8, 2019 de matzah

[FRobert]

Acum 5 ore, matzah a spus:

De curiozitate, folosesti IR2092 cu clock extern pentru fullbridge-ul cu modulatie BD? Daca da, cum ai implementat feedback post filtru? Am incercat o punte cu acel cip, insa pana sa o pun la punct, m-au mancat alte probleme cu el si am renuntat. 

Momentan circuitul meu este compus dintr-un integrator cu opamp. LT1220, un comparator LM360 si power stage cu IR20957S si buffere ZXGD3006E6 si IRFB4227 (o singura pereche)

Atasez o schema LTspice sa se inteleaga cam despre ce ar fi vorba.

 

SI niste simulari. (pacat ca nu ma pricep la LTspice cum ar trebui)

 

Din aceasta poza se vede modulatia BD:

[FRobert]

p.s. Pacat ca in realitate este cu totul altfel :).

[FRobert]

Am facut azi niste masuratori pentru un modul realizat cu TDA7498, si surpriza, aceeasi comportament cu ce ma confrunt si eu. Peste frecventa de 1 kHz se strica mult forma semnalului de iesire, desi eu am si post filter feedback. Fiecare semipunte individual functioneaza bine, dar in punte si mai ales la amplitudini mari se strica destul de rau forma semnalului de iesire. Am sa atasez un filmulet, cu speranta ca cei cu mai multa experienta ne pot ajuta cu informatii pretioase.

 

Cu respect

Robert

https://www.youtube.com/watch?v=7U95GG6o-Bk

 

[matzah]

Atasez si eu cateva oscilograme care le-am gasit pe stick facute acum cateva zile. Momentan inca vreo 2-3 zile n-o sa am timp sa ma joc la el.

Aceasi problema, toate sunt cu sarcina de 8 ohmi (alimentare, aproape de 2x50V)

 

Sub 10KHz sau pe sarcini mai mici, arata ceva mai bine, dar acum l-am adus sa-l fac de ras aici deci... 

 

La 10KHz semnalul arata ok pana la nivelul asta (de unde incepe sa se deformeze): 

 

Impins mai departe ajunge cam asa - aici sunt aproape de clipping: 

 

Atasez si un 15-18Khz (nu mai retin ce era, de facut abstractie de comportamentul asimetric, problema asta a fost rezolvata ulterior): 

 

Bine... eu aici vorbesc de o semipunte. Urmatorul pas ar fi sa ma joc putin cu ea pe undeva la 80-90V pe ramura. Apoi cam intr-o saptamana, sper sa revin si eu cu un full bridge facut cu asa ceva, dupa cum spuneam mai sus. Sunt curios cum o sa se comporte. 

 

De principiu la momentul de fata semnalele arate o idee mai bine ca mai sus, dar cum nu ma hotarasc la ce tensiune de alimentare sa raman, o sa vad ce pot stoarce din el dupa ce stabilesc asta. 

 

Modulele mele merg cu 3 perechi de IRFB4227 (si in cazurile de mai sus)  Stiu ca nu e nevoie pentru asa ceva... dar intentionez sa le imping mai departe.

 

 

 

 

PS: pentru astia mai puturosi, asa ca mine, am gasit un calculator pentru filtre lc pentru clasa D. Stie mai multe topologii: 

http://www.ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?baseLiteratureNumber=slac729&fileType=zip

 

Editat Iulie 9, 2019 de matzah

[Alin_cj]

Verificati cu un osciloscop rapid cum arata semnalul intre mosfetii finali, la curent de iesire mare, nu la semnal mic. Se poate sa apara spike-uri de comutatie de multe zeci de volti din cauza comutatiei rapide, inductantelor parazite si buclelor  cablajului care nu e proiectat bine, lipsa snubberelor sau nedimensionarea corecta a lor etc. M-am jucat si eu acum cativa ani cu amplificatoare in clasa D cu componente discrete. Desi totul arata bine la prima vedere, cand semnalul se apropia de clipping si puterea era mare, curentul comutat era de zeci de amperi, apareau acele spike-uri de comutatie ce depaseau tensiunea maxima a componentelor. Cred ca de asta se ard subit unele montaje.

[matzah]

Da, am un intreg istoric cu problema asta. Mi-a omorat o sursa (cablaj proiectat prost) si unul din ampurile cu ir2092 (combinatie de cablaj proiectat prost + snubbere masiv subdimensionate). 

Asta arata mai bine pana acum, desi mai e de lucru. 

 

 

[matzah]

Atasez si cum m-am gandit sa modific schema pentru un full bridge.

Este ok cum am cules semnalul din comparator pentru celalalt halfbridge? La fel si ce-am facut cu feedback-ul lui? 

 

De facut abstractie de protectii si unele valori ale componentelor. Asta era schema mea din eagle dupa care am facut modulele mele. Rezistentele puse in paralel sunt in realitate SMD-uri in capsule mai mari pentru a imbunatatii transferul termic catre cablaj. 

Am modificat acea schema pentru a exemplifica cum ma gandeam sa fac puntea. 

BTL.pdf

[maxente]

Asta de aici zice ca a facut un amplificator dupa o schema Behringer.

[matzah]

Dupa ceva timp cat am fost ocupat cu altele am dat de montajele clasa D acum vreo saptamana si am continuat joaca cu ele. Am urcat alimentarea undeva la +/- 90V.  Atasez si schema cu care lucrez momentan, cu valorile pe care le folosesc, mai putin R28, inlocuit cu un semireglabil sa pot seta DT-ul mai usor.  Totodata am eliminat zobel-ul din iesire, din ce retin nu e ok sa folosesti asa ceva la UcD din cauza faptului ca la feedback post filtru, astfel de snubbere pot crea probleme. 

 

Intampin o problema careia nu i-am dat de cap. Cu valorile din schema, destul de tipice pentru un UcD, nu reusesc sa scot mai mult de 10-20W curati din el. Dau 2 exemple: 

1. Pe sarcina rezistiva - 8 ohmi, il pot duce pana in 20W, peste care, in regim muzical, pe pasaje abrupte (tobe bass etc) incepe sa distorsioneze. 

2. Pe difuzoare de 8-4 ohmi, treaba asta se intampla de 2 ori mai repede - pe la 10W. 

3. Daca incerc cu semnal sinusoidal, sa zicem 1Khz, pot scoate undeva spre 100W pe o sarcina rezistiva, pana sa ajung in situatiile de mai sus. 

 

Cu un osciloscop plasat inainte de bobina din filtru, vad semnalul dreptunghiular, totul arata bine, doar ca in momentele in care distorsioneaza, pierd momentan purtatoarea. Deci presupun ca ori am probleme pe circuitul de feedback, ori nu-mi dau seama ce-mi scapa. 

 

schema.pdf

[FRobert]

Eu personal nu am lucrat cu acest tip de schema, si nu pot spune nimic deosebit, insa ce mi se pare ciudat este grupul C17si R26, care difera de C11, R15, R16 (atat la valori cat si la conexiuni), ce am vazut in alte scheme asemanatoare ca fiind identice, din punctul meu de vedere de aici ar putea sa apare niste probleme de modulatie (un dezechilibru). Realizatoul ecestei scheme este utilizatoul indonezian Kartino, de pe forumul international, eventual se poate cere si de la el o parere.

[maxente]

@matzah,  mai uita-te si prin schemele astuia, poate gasesti ceva inspiratie pe acolo.