Alimentarea de amplificator audio si curentul necesar

[Marian]

Salut.

 

Discutia a pornit de la topicul "SARA" de la amplificatoare, un clip cu prezentarea unui amplif bazat pe module SARA si alimentat dintr-o sursa in comutatie pretins a fi de 2,5kW din traf ETD49 ( culmea zgarceniei, doar 470uF capacitate totala de filtrare in primarul unei surse din care s-a pretins ca s-au tras 2800W, calculati va rog riplul de retea ), cand am cerut ceva detalii tehnice autorul filmarii a cerut sa-i fie sters contul ca s-a saturat de mizeriile de pe forum.

 

N-o sa repet aici prea multe din ce s-au spus acolo, ideea este legata de alimentarea unui amplificator audio, si curentul consumat de acesta in regim muzical fata de cel sinus.

S-au promovat 2 idei cu care nu sunt de acord:
1. Densitate de 10A/mm^2 la conductorul de bobinaj este ceva normal. 

2. Curentul consumat din alimentare ( hai sa-i zicel cel mediu daca vreti ) in regim muzical este mult, foarte mult sub cel in regim sinus.

 

Cele 2 idei promovau impreuna conceptul ca o sursa pentru audio poate fi dimensionata mult mai zgarcit ca oricum nu asculti la volum maxim niciodata ( argument absurd ) si ca tocmai deoarece curentul este mult mai mic la muzica. 

Si mi-am dorit sa demonstrez practic ca nu este asa. 

1. Densitate de 10/mm^2 la sarma de bobinaj chiar nu este ok, cel putin nu in regim de amator, iata de ce:
https://www.elforum.info/topic/138482-sara-2016-detalii-despre-constructie/?do=findComment&comment=2048038

 

Adica am postat acolo rezultatele unui test, un traf ETD39 la care am supus simultan primarul si secundarul la un curent continuu si constant echivalent cu densitatea de 10A/mm^2, rezultatul a fost ca dupa 7 minute temperatura bobinajului a trecut de 70*C ( si asta intr-un regim ambiental sub 20*C la momentul respectiv ), si dupa alte cateva minute a inceput sa iasa fum din traf...
 

2. Curentul consumat din alimentare de amplificator.

Pai s-a spus acolo ca e mult mai mic in regim muzical decat sinus.

Ok am verificat asta practic, unul dintre amplificatoarele mele ( cel realizat pe baza a 2 module MPA300.V2 ), cu alimentare masurata in sarcina maxima de +/-55Vcc. 

Am testat intai cu muzica, punand ca sarcini 2 boxe mari de 8 Ohm, ceva muzica electronica, si masurand curentul tras din retea cu un clampmetru:

 

La volum maxim totusi sub clipping, curentul tras din retea varia intre 0,8A si 1,2A functie de pasajele muzicale:

 

Dar pentru ca nu puteam folosi boxele la teste sinus din motive evidente, si pentru a elimina comportamentul lor reactiv si subiectiv, am pus ca sarcina 2 rezistente de cate 8 Ohm, la aceeasi intensitate a semnalului venit din mixer, curentul tras din retea varia acum intre 1A si foarte putin peste 2 ( la fel, functie de pasajele muzicale ):

 

 

Ok, am trecut la teste pe semnal sinus, si ca sa nu modific nimic din aranjament am mers pe un generator sinus online:

 

Semnal sinus 50hz, nivel imediat sub clip:

 

Nivelul de clip in conditiile de test ( pentru confirmarea nivelului anterior ):

 

 

Curent 50hz ( variatia era in zona mA, e normal forma de unda e una stabila ):

 

Sinus si curent 100hz:

 

Sinus si curent 1khz:

 

Sinus si curent 2khz:

 

Sinus si curent 10khz:

 

Tendinta invers proportionala a curentului cu frecventa era evidenta deci n-am insistat mai sus.

 

Concluzia?
Pai in regim muzical curentul maxim mediu daca pot sa zic asa, tras din retea se invartea pe la 1,6-1,7A.

In regim sinus curentul maxim a fost pe la 1,8A.

Adica o diferenta de doar cateva procente in minus pe semnal muzical, in aceleasi conditii de test ( singura diferenta fiind doar semnalul aplicat ).

 

Si va intreb:
-Merita alea cateva procente in minus sa ne batem joc de o sursa si de client subdimensionand pana la absurd totul? 

 

[deo]

Pentru semnal sinus e ok,dar pt semnal muzical nu e relevant,asa nu se poate masura curentul mediu pe semnal muzical.Crest factor la semnal muzical poate fi intre 6 si 10 db.,de aceea sunt firme care dau puterea consumata la 1/3 din puterea amplificatorului.

[Marian]

Mama lui de crest...

Toata lumea e de acord ca semnalul muzical are varfuri mult mai acute decat sinusul, dar ai in sursa condensatori de filtrare care mediaza mama lui de curent cu crest factor cu tot, sursa nu vede varfurile alea ( traful in cazul testului meu ), doar o valoare mediata de filtrarea de 10mF pe ramura, una care variaza mai rapid sau mai lent functie de pasajul muzical. Chestia asta este al naibii de usor de confirmat practic prin vizualizarea cu osciloscopul a curentului dinainte si dupa conzi.

Cu cat factorul de creasta e mai acut cu atat e mai scurt in timp si mai mult il acopera condul. 

Mai mult decat atat, cu cat factorul de creasta e mai pronuntat ( foarte ascutit, amplitudine foarte mare, scurt in timp ), cu atat mai putin din curentul ala ajunge in traf, sunt suficienti 10-15cm de fir de legatura sa-ti faca un filtru LC cu filtrarea, varfurile alea acute fiind asigurate mai mult de ce exista pe placa, in special condensatori neelectrolitici de valori mici de pe filtrari.

Pentru informarea ta si sursele in comutatie trag varfuri enorme de curent ( in special flyback de putere mare, ca tot ai facut asa ceva ), dar nu le trag din retea ci din filtrare.

Ceea ce am masurat din retea e cat se poate de concret si elocvent, nu trebui insa sa fi tu de acord ( sau oricum e 100% irelevant pentru mine daca esti de acord ).

Ca asa e cand nu stii electronica, bagi mituri si retorica.

 

 

[DjLeco2021]

Marian, si eu sint de aceeasi parere ca acel clampmetru nu poate masura corect curentul in regim muzical.

Incearca sa folosesti un shunt sau o rezistenta de 1 ohm serie cu reteaua de 230Vac, pe care sa pui un voltmetru de AC analogic, paralel pe shunt si o sa vezi exact ce se intimpla!

Acul indicator al voltmetrului va lucra exact ca vu-metrul cu ace de la un deck sau magnetofon, pentru ca, curentul tras din retea va fi pe ritmul de bass beat pina aproape de cap de scala, in functie de cum soliciti caderea de tensiune pe rezistenta shunt.

Daca vei pune semnal sinusoidal, acul instrumentului va afisa catre maxim cap de scala, constant, nu va avea "variatii pe beat".

 

Si aici ma refer la excursia MAXIMA tensiunii la iesire in ambele cazuri (virf muzical si sinusoida continua, reglate la la 2-4% SUB nivel de clipping la iesire, adica semnal sinusoidal CURAT), tocmai ca sa evitam intrarea in clipping a etajului final, pentru ca asta ne intereseaza, sa tragem cit mai mult din etajul final situindu-ne SUB nivel de clipping!

 

Scriu asta, pentru ca tot ai spus tu de muzica cu virfuri mult mai acute decit semnalul oficial.

Pai deja acolo etajul final este in hard clipping si discutia si testele nu mai au sens.

 

La asta ma refer cind spun  de "crest factor", cea mai agresiva muzica pe crest factor (crest factor mic, prost, compresie multa, nivel aproape constant) este dupa parerea mea DNB-ul, cea mai mare "consumatoare de resurse" din sursa, evident dupa semnalul sinusodal pur.

Una este sa ai peak-uri de acelasi amperaj odata cu bass-ul care are tipic un beat de sa zicem 120-128bpm, si alta este sinusoida continua.

 

Aici este neintelegerea.

 

Muzica nu va fi niciodata echivalentul unei sinusoide continue, nici chiar daca ai 10% THD, adica hard clipping, oricum atunci boxele ar fi generatoare de fum, iar semnalul va fi patratit spre dreptunghiular.

 

Eu am inteles ce ai vrut tu sa arati, dar niciodata nu compara ca energie consumata din sursa, programul muzical cu sinusoida!

 

 

Spor!

Editat Ianuarie 31, 2022 de DjLeco2021

[Marian]

 

1 minute ago, DjLeco2021 said:

dar niciodata nu compari ca energie consumata din sursa, muzica cu sinusoida!

Ba da!

Tocmai asta am demonstrat practic si explicat si teoretic mai sus. 

O pot demonstra si cu simulari, dar nu stiu daca merita efortul.

[DjLeco2021]

 

Acum 19 minute, Marian a spus:

 

Ba da!

Tocmai asta am demonstrat practic si explicat si teoretic mai sus. 

O pot demonstra si cu simulari, dar nu stiu daca merita efortul.

 

 

Marian, demonstreaz-o extrem de simplu, folosind shunt inseriat cu sursa in 230Vac si masuratoare cu aparat cu ac indicator.

 

Pe muzica, acul "va balansa" spre capatul scalei aparatului de masura odata cu beat-ul piesei, deci vor fi peak-uri de curent trase, pe sinusoida, va sta batz catre capatul scalei, adica curent permanent maxim tras, comparativ cu peak-urile trase pe regim muzical.

 

Nu are cum, pe muzica, aparatul sa indice permanent acelasi curent (constant) ca pe regim de sinusoida.

 

Editat Ianuarie 31, 2022 de DjLeco2021

[yo3fhm]

Acum 46 minute, Marian a spus:

 

Ba da!

Tocmai asta am demonstrat practic si explicat si teoretic mai sus. 

O pot demonstra si cu simulari, dar nu stiu daca merita efortul.

Buna ziua!

Aveti in mine un user care considera ca merita efortul! 

Chiar v-as ruga sa postati o astfel de simulare , prin care sa legati practica de teorie. 

 

Cu stima,

Cezar YO3FHM

 

[Mircea]

Cezar, vrei sa vezi daca Marian se ridica la nivelul prezentarilor tale legendare de pe sub-forumul YO? Stacheta e foarte sus.

 

Tot vad argumente, ca cel prezentat de@Sharky pe topicul SARA, cu amplifuri cu trafuri condiderate subdimensionate care "merg" dar se incalzeste traful. Explicatia e simpla, nu e nimic magic, nu e o conceptie ieftina, samd. 

 

Sa explic: in functie de clasa de utilizare si de cea de temperatura, exista conceptii de trafuri capabile sa ofere continuu, pe o durata de 30 de minute, dublul puterii lor nominale. Dupa alea 30 de minute, va ajunge sa depaseasca temperatura de conceptie (T rise) si ia foc.

 

Un astfel de traf poate fii utilizat intr-un amplif, doar ca va merge cald. Efectele se vor vedea la piesele din jurul lui.

 

Insa, si asta e bine de retinut: eticheta lui va indica puterea nominala pe care o poate livra in continuu 24/7. 

 

Idem pentru un SMPS care pe scurte durate poate livra varfuri mult peste puterea nominala. Vezi Quint de 10A de la Phoenix Contact care poate livra 60A pentru 12ms. De ce 12ms? E o sursa care e folosita la alimentarea unor componente cu inrush mare.

 

La fel si aici, un producator serios indica pe eticheta ce poate SMPS-ul in regim continuu 24/7.

 

Acuma, daca traful sau SMPS-ul subdimensionat este pretabil in aplicatia amplificator audio... o las pentru alta discutie.

 

Dar cand zici ca ai construit o sursa de 2800... 2500W, apoi fii onest si dovedeste ca e puterea livrata in continuu, 24/7, nu cateva minute pana se usuca scuipatul pe rezistenta de sarcina.

Editat Ianuarie 31, 2022 de Mircea

[Marian]

7 minutes ago, Mircea said:

un producator serios indica pe eticheta ce poate SMPS-ul in regim continuu 24/7.

That's what i'm freaking talking about!...

Pfew, in sfarsit

 

9 minutes ago, Mircea said:

Cezar, vrei sa vezi daca Marian se ridica la nivelul prezentarilor tale legendare de pe sub-forumul YO?

Nu incerc sa ma ridic la nivelul nimanui, vreau doar sa facem electronica decenta, de asta imi tot bat capul.

 

 

[Vizitator]

Făraşe de piese (găleţi chiar) pentru a amplifica un sunet.
Eficacitatea unei goarne de gramofon oricum nu se atinge.
Si mai ies si discutii putin cam ... contrare,

[yo3fhm]

Acum 40 minute, Mircea a spus:

Cezar, vrei sa vezi daca [...]

Salut Mircea, salutare oameni buni,

Raspund rapid, ca-s de pe telefon acum.

N-am intentionat nici o clipa vreo șarada si habar n-aveam ca postarile mele au prezentat atat de mult interes... Exista colegi mult mai bine pregatiti si se vede asta din postarile lor.

Am tot respectul chiar si pentru cei cu care am avut cate ceva de argumentat, pentru ca oricum ar fi, inveti ceva si din punctele diferite de vedere.

Imi place cand vad colegi care se implica, iata cum ar fi Marian si DjLeco - iar din practica, am conatatat ca simularile ajuta f mult sa intelegi ce se intampla in locuri in care e mai greu sa o faci altfel si poate n-ai chef sa arunci in joc echipamente de masura si altele.

Asadar, interesul meu ramane deschis.

Sursele de alimentare si zona audio nu reprezinta punctele mele forte, asadar oricand sunt bucuros sa vad prezentari ale altora, mai ales atunci cand pot fi dublate si de o demonstratie corespunzatoare.

Simularile propuse de Marian reprezinta ceva ce mi-a starnit interesul, de aceea am dorit sa-l si incurajez sa le faca!

 

Cu bine,

Cezar YO3FHM

[Marian]

Asta e medierea despre care tot vorbesc:

 

Nu se pot introduce mostre muzicale in simulator dar se pot simula formele de unda cu factor pronuntat de creasta prin comandarea unei sarcini cu pulsuri scurte, conceptul este acelasi.

Cu rosu este curentul de sarcina dupa filtrare, si cu bleu este curentul dinainte de filtrare.

Diferenta e enorma, si tocmai despre asta vorbesc, varfurile alea nu sunt trase din traf ci din filtrare, sursa vede un curent ceva mai mediu, mai cum vreti voi.

 

Cu cat filtrarea e mai buna cu atat riplul de curent vazut de sursa e mai mic:

 

Dar cand nu intelegem fenomene simple o dam in diverse...

Am spus deja din prima postare ca in varianta cu muzica pe sarcini rezistive curentul variaza functie de pasajul muzical, am dat insa si limitele intre care variaza si am urmarit si o valoare medie, una care e destul de aproape de varianta cu sinus. 

Nu ca as mai reface aranjamentul de dimineata pentru retestare ( nici platit n-o mai fac, mi s-a demonstrat ca nu merita munca ), dar ce sa vad cu osciloscopul?

O forma de unda modulata de semnalul muzical? Pai asta stiam si eu, o sa predomine in special bass-ul, ca ala trece de filtrare, dar osciloscopul de destept ce e o sa masoare 24 de mil de mostre pe secunda ( al meu cel putin ) si din ele o sa stie calculeze o valoare rms a acelei forme de unda mai complexe, valoarea aia rms e curentul rms. 

Nu mai spun ca boxele cu filtre pasive mai complexe sunt foarte gurmande, trag curent mare din etajul final, si ala tot din sursa vine, ca nu este creat ca prin magie de filtrare. 

Nu mai spun nici ca si caracterul inductiv poate pune serios la treaba etajul final, si la fel, sursa...

 

PS: Imi cer iertare ( ca scuzele se prezinta, nu se cer ) pentru tonul sarcastic/ironic/cum o fi el, dar ma irita maxim reticenta cu care teoria este privita, ma irita maxim faptul ca demonstrezi practic niste concepte teoretice si se tot gasesc motive de respingere a rezultatelor.

Si, intre timp, se fac bani grei pe surse improvizate cu ce gasim, cu filtrare de tot rasul in primar, cu puteri pretinse dar testate doar 5 minute, in timp ce eu am muncit cred mai bine de un an la sursa de 1500W de la vanzari, ca rezultatele bune se obtin cu multa munca, multe, muuuuuuuulte calcule si teste ( nu va imaginati ), ar trece cu brio orice standard de electrosecuritate, orice test de anduranta sau de performanta, si aia 1500W sunt valabili nonstop, adica pana va plictisiti/continuu...Si are functii rar intalnite la sursele realizate in regim de amator, tocmai pentru ca am dorit sa fac o sursa profesionala... Mircea stie foarte bine numai pcb-ul cat am lucrat la el, cate chestiuni am modificat la sugestii de-ale lui sau de-ale altcuiva, ori in urma unor idei proprii, etc...

De aia e asa scumpa, dar nu despre asta e vorba, ci despre electronica bazata pe teorie aplicata, nu pe mituri gen "nu e aparat de sudura", omului trebui sa-i vinzi un produs complet testat in cele mai dificile conditii ca n-ai de unde sa stii in ce conditii va fi folosit in realitate produsul respectiv, si nici nu te poti lauda ca sursa e de 2500 dar sa-i zici sa nu cumva sa asculte la maxim decat cateva minute, ca nu rezista sursa, in timp ce tu ti-ai luat bani frumosi ( ca nimeni nu vinde ieftin asa ceva ), e ceva ce ma depaseste.

Din pacate tine treaba pentru ca de fapt foarte multi amatori de galagie nu inteleg ca niste boxe cu SPL foarte bun pot sustine un chef fara probleme si cu 20-30W, asa cum nu inteleg ca boxe cu spl foarte prost poti sa le dai si jde mii de W, tot prost or sa sune. 
In fapt multi amatori de galagie ( ca sa nu zic majoritatea ) nu pot diferi o rezistenta de-o dioda, deci ce sa mai zicem de rumegarea unor detalii de performanta la un produs?... Omul sa auda acolo cat mai mult, fara numar...

 

Gata, am tacut 

[Sharky]

Poti simula cu input WAV?

Si sa faci AVG de puteri in diverse puncte cheie.

 

Eu lucrurile astea le-am testat practic, am masurat niste amplificatoare care cu sinus in punte pe impedanta 2xminim s-au incalzit imediat, dar puse la lucru n-au nici o treaba.

Eu ti-ai zic din realitate, acu tu mai departe masori cum crezi.

Voi cauta niste filme cu amplificatoare de firma care se incalzesc in draci. E drept sunt cu traf clasic.

 

Fa mai bine altceva, baga rezistentele in apa, in cana de plastic, pe una baga sinus, pe alta baga ce muzica vrei tu.

Vezi cam cat se incalzeste apa. Ca nu prea am incredere in aparatele alea cum masoara cu semnale ciudate de tip muzica.

Cu incalzitul apei nu exista urma de indoiala. DAr astea le vezi in practica de fiecare data cand masori un amplif. PE sinus urca temperatura in draci.

 

Varfu ca varfu, aia inteleg, dar media esti sigur ca e corecta? Si din ce vad tu ai acolo traf clasic, deci cos fi cam naspa.

Intreb doar, nu te contrazic, dar dupa mine datele prezentate, in special curentul de varf nu raspunde problemei.

 

Sau pune o siguranta termica de 6A, doar e 10 lei la leroy merlin, doar ca ai nevoie de putere mai mare sa o aclansezi termic, adica teoretic aia sare la 9A dupa vreo 10minute sau mai mult. Deci trebuie un consumator potent.

Desi ai putea pune un resou care sa traga continuu 4A si apoi restul sa fie amplificatorul.

 

E interesant experimentul oricum. 

 

In rest te ataci singur.

Nu a spus nimeni ca sursa aia tine 2800W, cel putin nu eu, nici Leco.

Habar n-am ce sursa e aia si personal nu ma inetreseaza daca tine 100w sau 1000000W.

In general amplifurile de firma se vand ca bloc functional, adica bagi in priza, legi boxa, legi mixeru si da-i sa sune.

Cat timp nu se arde in timpul cantarii nu esti curios ce e in el.

[Vizitator]

Acum 33 minute, Marian a spus:

Nu se pot introduce mostre muzicale in simulator

Incercati cu LTSpice. Permite folosirea de .wav ca source.
 

[Sharky]

 

Uite spectru la ceva bumtzi bumtzi ce am gasit la indemana pe disc, nu am multe pe laptopul asta.

Dupa cum se vede e mult loc liber pana la full clip, aadar departe de orice sinus full power si daca iei cea mai aglomerata sectiune.

 

Revin cu filmari de cand am torturat amplifuri, dar nu le am pe aceast calculator asa ca va mai dura.

Le pun si eu pe youtube, vorba aia filmari facute inainte ca LEco sa fie faimos pe youtube. Cam atunci am descoperit cat de tare se incalzeste un utilaj cand ii dai sinus.

 

Dar daca tot ai montajul, bagi pe canalul stanga sinus, pe dreptul muzica, rezistente de sarcina puse in apa, preferabil recipiente izolate termic si vezi care la ce temperatura urca. In felul asta nu ai cum gresi cu privire la puterea medie pe perioada testului.