Problema Sursa Liniara pe care am construit-o pentru mixer audio analogic BEHRINGER QX2442

[GeekTM88]

Bună!

Vă rog să fiți amabili să mă ajutați cu o problemă de proiectare a sursei de alimentare pentru un mixer audio analogic.

Am un mixer analogic Behringer QX2442, pentru care am realizat o sursă de alimentare liniară în locul SMPS-ului integrat. Acest mixer are nevoie de +12V pentru unitatea de efecte, +15V -15V pentru secțiunea de mixare a sunetului (cu OP-AMPS) și +48V pentru Phantom Power.

Am cumparat un transformator toroidal facut la comandă cu intrare de 230 V și partea secundară cu o înfășurare de 12 VCA, înfășurare de 2x15VCA cu priza mediana (15 VAC-priza mediana-15 VAC) și înfășurare de 48 VCA. Există un ecran între primar/secundar și un ecran pentru înfășurarea de 48V în secundar. Acest transformator este bine construit și poate face față cerințelor de curent ale mixerului cu ușurință pe toate înfășurările. Am măsurat consumul de curent pentru toate liniile în timp ce îl foloseam prin surse de alimentare de laborator, așa că sunt sigur că nu există o problemă de insuficientă de curent nicaieri.

Am făcut o placă de alimentare, care constă din siguranțe pentru fiecare ieșire AC din transformator (cu excepția prizei mediene), 3 punti redresoare încapsulate (de 8A, le aveam la îndemână), condensatori de filtraj și stabilizatoarede tensiune liniare.

Pentru linia de 12V am folosit L78S12CV, cu pinul GND conectat la șasiu mixer - funcționează bine. Pentru linia de 48V am folosit TL783C, cu pinul GND conectat la șasiu mixer - funcționează bine. Pentru liniile de 15V am folosit L78S15 și L7915CP pentru tensiunea negativa.

Problema este cu această linie +15V -15V.

După puntea redresoare primesc 23VDC și -23VDC măsurați în raport cu firul transformatorului de priza mediana. Acesti +/-23VDC ii filtrez cu: 3 bucăți condensatori în paralel 35V 4700uF pentru partea pozitivă și, de asemenea, 3 bucăți în paralel 35V 4700uF pentru partea negativă. Acesti condensatori au terminalele „comune” conectate si ele, evident la priza mediana a tansformatorului. Stabilizatoarele de tensiune funcționează bine dacă le conectez pinul de masă GND la puntea mediana, ieșirile sunt impecabile +15V și -15V.

DAR, când conectez aceste tensiuni +15V -15V la intrările de alimentare ale mixerului, totul funcționează bine, dar cu mult zgomot. De ce? În interiorul PCB-urilor mixerelor, toate masele sunt conectate la șasiu, iar când conectez +15 -15V, șasiul devine și el conectat la priza mediana a transformatorului (deoarece pinul GND al stabilizatoarelor este conectat la priza mediana).

Am măsurat tensiunea de curent continuu între șasiul mixerului și priza mediana și am 14VDC. Toate schemele arată că priza mediana trebuie să fie conectata la MASA (sasiu aici) și da, toate tensiunile sunt în regulă atunci, cei 14V „paraziti” au dispărut, dar Zgomotul face mixerul inutilizabil.

"Solutia" de moment pe care am făcut-o:

Am lăsat condensatorii de filtru pe partea +15 -15V conectați cu punctele comune la priza mediana a transformatorului. Dar pinul de masă GND al regulatoarelor +15 -15 l-am conectat la șasiul mixerului. Din punct de vedere al sunetului, funcționează perfect - tot zgomotul a dispărut, mixerul funcționează perfect.

DAR

Datorită acelei tensiuni de 14VDC „parazite” între priza mediana și șasiu, intrarea stabilizatorului negativ este la -23V-14V=-37V (fix atata am si masurat), peste tensiunea de intrare maximă absolută din fișa de catalog(-35V), dar am furnizat un radiator super imens și funcționează, iese -15V, dar devine fierbinte rau chiar și cu acest radiator uriaș si foarte gros. Pe de altă parte, ceva s-a întâmplat cu tensiunea de IC pozitivă, iese doar 7V din stabilizator (poate că nu intra in regimul de stabilizare deloc...si evident 23-14 da fix 7V). Deci, echilibrul frumos de +15V -15V este stricat, am +7 -15 și un IC regulator negativ super-incins. Din punct de vedere al sunetului, funcționează f. bine, l-am testat multe ore, nicio problemă, dar urăsc oarecum ideea de a avea un radiator de 1 kg în carcasa mixerului pentru un LM7915. Și radiatorul acela de 1 kg fiind la aproximativ 50 de grade C. Si, nici nu mai zic de dezechilibrul de tensiune la OP AMP.

Cum pot remedia asta?

Există vreo modalitate prin care pot face o conexiune „fără zgomot” de la priza mediana la șasiu?

 Schema partea de +/- 15V

O posibilă „soluție” din partea mea, poate una proastă.

Las priza mediana conectata la nimic. Folosesc masa șasiului și pentru condensatorii de la +15 -15 , dar așa am măsurati +37 și -37V pe ei, așa că condensatorii trebuie inlocuiti, să pun la 50V sau mai bine 63V.

De asemenea, am crezut că interferenta electromagnetica ar putea fi problema, am mutat transformatorul toroidal într-o cutie exterioară, dar nu, nu este problema, deoarece atunci când conectez priza mediana la șasiu - din nou - același zgomot oribil.

De asemenea, mă întrebam dacă nu mă păcălesc și poate că mixerul meu are niște condensatoare proaste înăuntru, care fac ca șasiul să nu fie chiar 0V. Dar am schimbat toate condensatoarele care le-am vazut pe schema lui din caietul de serrvice la alimentarea OP-AMP-urilor din interior, cu altele noi, înainte de a-mi monta alimentatorul. Pe de altă parte, dacă acesta ar fi cazul, de ce liniile +12 V și +48 V sunt OK, pentru că, dacă șasiul nu ar fi cu adevărat zero, aș avea probleme și la acele circuite integrate de stabilizare – si nu am. Totul e de la aceea nenorocita de priza mediana.

Și da, șasiul mixerului nu este conectat la pinul de impamantare de la rețea de 230V, deoarece transformatorul este acum într-o cutie de plastic separată și acolo am conectat impamantarea și ecranele transformatorului la Pământ. Cu aceste conexiuni la pamant sau fara - nu este sursa zgomotului, am testat și asta.

[GeorgeS]

Foarte, foarte in graba si fara pretentii prea mari, mie imi vin doua idei de posibile defecte:

1. un defect de izolatie in interiorul transformatorului (stiu, am citit ceea ce ai scris, dar posibilitatea exista totusi);

2. puntea redresoare, cu defect la una dintre diode.

[hvoicu]

79xx are alt pinout decat 78xx.  Poate de acolo sa fie ?

[GeekTM88]

Stimate domnule GeorgeS,

Traful l-am comandat la Petra Toroid, cu camp electromagnetic scazut si toate pretentiile posibile pentru care am platit extra, plus dimensiunea sa fie perfecta ca sa intre bine in carcasa.

Nu l-am verificat de scurt intre iesiri, cum sugerati sa il verific?

Tensiunile din secundar masurate individual sunt perfecte. Ce am mai observat intamplator, e ca acea punte, fix cea de la +15 -15 e mai calduta decat celalalte doua, care sunt bocna de reci. Mixerul meu cere 800mA pe +15V si 800mA pe -15V, puntea e de 8A, de firma, m-a surprins de ce nu e rece bocna ca si restul doua.

 

Daca aveti rabdare 1 minut va rog sa cititi o poveste scurta care mi s-a parut putin "suspecta" din timpul probelor sursei mele, poate raspunsul e ascuns aici undeva, si eu nu imi dau seama.

 

    Initial am avut placa sursei mele si traful pe masa de lucru, una langa alta, mixer-ul era pus pe un scaun alaturi , desfacut, si am conectat cu niste fire mai lungi asa de proba iesirile de la sursa mea la intrarile de tensiune din mixer. Mentionez clar ca acel punct median de la traf aici ERA conectat la masa celorlalte surse pe placa mea. Mixerul are un singur pin de intrare marcat GROUND, restul planului de masa inclusiv la sasiu se face prin suruburile de la placile lui, si prin conexiunile de fire dintre placile din mixer. Ei bine, in acest caz, totul a functionat perfect. Niciun zgomot. Am fost super fericit. Tensiunile erau toate tipla. Fara prea multe ganduri, am asamblat totul in carcasa mixer-ului, placa mea am pus-o pe un placaj de lemn pe sasiu, pentru izolatie perfecta si nu am legat-o la masa sau ceva cu suruburi si minuni la carcasa ca sa nu fac alte puncte inutile de masa sa risc vreo bucla.

    Toate suruburile puse, mixerul inchis, ii dau drumul.....merge dar zgomotul era teribil. In gandul meu nu puteam sa cred.....am dat vina pe interferenta electromagnetica, desi am platit la Petra pentru un traf de audio, fara emisii bla bla, eu am comandat ceva calumea. am zis altceva nu poate fi - scot traful din carcasa il pun intr-o cutie de plastic, din aceea de montaje, si iau un cablu nemtesc de la firma LAPP, calumea, cu 7 fire de 1 mm curpru fiecare pe care duc tensiunile AC la placa de sursa din carcasa. Pornesc.....zgomot teribil -acelasi, deci nu era interferenta electromagnetica.

     Incep sa ma joc tzaca paca, si de nervi vazandul singurul posibil vinovat in mintea mea, la un moment dat tai cu zwick-ul firul cu puntea mediana care vine de la traf, cum am aratat pe schema cu X. Zgomotul dispare CA PRIN MAGIE, mixer-ul merge, incepe sa se incinga insa radiatorul de la stabilizatorul negativ. Masor, vad ca tensiunile erau acum aiurea, se pierduse practic referinta, si bagam in stabilizatorul negativ -37V in loc de -23. Celalalt suspectez ca nu mai lucreaza, da pe iesire +7V in loc de +15VDC. Mixerul merge, suna perfect, nicun zgomot, dar am pus un radiator daca ma credeti de un kilogram la acel stabilizator negativ, care si acela se incinge pe la 40-50 grade, ca e fierbinte la mana. Nu vreau sa fac o mizerie de montaj de acest tip, desi el "merge".

      V-am zis...cu acel X taiat acolo, am 14V diferenta de potential intre priza mediana si sasiu. Practic eleectroliticele de la sursa diferentiala au masa comuna la puntea mediana, si dupa ele am 23 si -23 si stabilizatoarele au masa GND la sasiu care e la alt potential, de aceea se duc naibii valorile de tensiune. Am paraverificat si la radiatoare, mai ales la stabilizatorul negativ unde la radiator e INTRARE, nu atinge nimic, suruburi izolate, mica si pasta am pus la toate stabilizatoarele...am facut totul calumea.

     La punte stiu cum sa verific, va rog sa ma sfatuiti cum sa verific traful, ca sa nu omit ceva, ca daca e de acolo problema, are garantie, sa il returnez la Petra, sa imi faca altul.

     Daca va dati seama de ce a mers cu toate matzele defacute pe masa perfect...nu stiu, v-am zis pentru mine acea proba este un mister. Poate gasiti un raspuns din povestea mea, este o enigma pentru mine. La fel si puntea aceasta de la + - 15V usor calduta, desi e de 8A si eu trag din ea maxim 1.6A insumat 800mA cu 800mA. Inainte de montaj le-am verificat toate componentele si condensatoare si tot - erau perfecte - si NOI toate. Traful duce 2A pe fiecare iesire AC (12 unde folosesc maxim 1A, cele doua de 15 unde trage 0.8 maxim 1A poate cand conectez absolut toate intrrarile mixer-ului) si 1A pe cea de 48 (desi eu folosesc maxim 200mA). Totul e cu margini largi gandit, ca pe vremuri, sa tina o viata, vorba aceea.

[GeekTM88]

43 minutes ago, hvoicu said:

79xx are alt pinout decat 78xx.  Poate de acolo sa fie ?

Stimate domnule Voicu,

Stiu asta. Am verificat si garantat nu e problema de acolo. La fel conexiunile la radiator, la cel negattiv nefiind masa ci input. 100% nu este o problema de conectare IC-urilor sau la radiatoare cu sasiul, ceva - EXCLUS 100%.

Multumesc oricum pentru amabilitate.

[Costa]

Sa tai firul median al sursei nu are cum sa fie o solutie.

Traful nu are nimic.

Posibil o bucla la masa.

Incerca sa deconectezi prin incercari legaturile la masa pe partea de intrare semnal  ori

 sa interpui un grup paralel RC,10ohm cu 10nf.

Fa o schita cu varianta pe masa care a functionat si vezi ce e gresit fata de montarea cu zgomot.

 

 

 

[modoran]

Eu nu prea sunt lămurit cum se încălzește partea negativă și doar aia.

 

Și nu consuma 1,6A însumat, consuma tot 800mA, fiecare pe rand.

 

Ar trebui văzut de cineva care se pricepe ce este acolo cu adevărat.

[GeorgeS]

Parerea mea:

Pur teoretic, ar trebui sa ai 3 surse, perfect separate galvanic.

In acest caz, nu ar avea importanta de unde anume iei referinta pentru fiecare dintre aceste 3 surse.

In mod normal, ar trebui sa faci teste de izolatie, sa masori caderi de tensiune pe fiecare dioda, curentii prin fiecare conductor, ma rog, o chestie de calcule.

Dar, pentru inceput, ai putea sa incerci sa scoti celelalte doua surse din montaj (sa le separi, sa nu fie conectate deloc) si sa lasi doar sursa la care se manifesta problema.

Sa folosesti un +12V din alta sursa si cei ±15V din sursa cu probleme. (de 48V nu ai neaparata nevoie pentru teste)

Ar fi interesant ce se intampla in acest caz. 

Varianta 1, totul functioneaza corect, rezulta ca ai o problema de izolatie in interiorul transformatorului si o poti determina prin conectarea pe rand a celorlalte tensiuni culese de pe transfrmator.

Varianta 2, problema se manifesta in continuare, rezulta ca ai un defect sau o scapare in montajul realizat pentru acesti ±15V.

 

P.S. trimiterea la anumiti curenti, este relativ irelevanta, avand in vedere ca vorbesti despre presupuse consumuri, nu de consumul masurat in acel moment.

Editat Septembrie 9, 2023 de GeorgeS

[validae]

Cred că se induce zgomotul cumva după montajul final, dacă la proba cu plăcile împrăștiate și cu fire trase a mers bine.Te poți convinge făcând aceeași experiență, pune-le cum le-ai pus când mergeau și după fiecare schimbare făcută, testezi zgomotul.Așa vezi ce anume influențează apariția acelui zgomot...

Pune osciloscopul pe sursa liniară care se încălzește, probabil vei găsi oscilații de înaltă frecvență.Pune-i condensatori de 100nF direct între pinii In-Out și masă.

[cdinu332]

Ground lift,  maestre,  la conexiunile către masă. 

Sper că toate componentele sun procurate din surse sigure.  

Izolează toate componentele active care sunt puse pe radiatoare, și decuplari cu 100nf cum s-a spus mai sus. 

Mai sunt și alte modificări de făcut,  unele chiar în construcția sursei de + - 15V. 

Și pune o poză cu agregatul. 

[cdinu332]

Carcasa la împământare,  obligatoriu. 

[GeekTM88]

Desi Behringer scrie pe orice pin de masa GND, nu toate GND sunt la fel... am descoperit ca unele sunt pe partea analogica, unele pe digitala. Iar cele digitale, sunt cam zgomotoase. Au facut o struto camila cu plane de masa in placa mare care se unesc la o stea apoi la un surub..mai bine puneau un optocuplor. In fine...dupa ce le.am tratat separat, cu niste 100 nF - super simplu - toate pb au dispărut. Multă bataie de cap pt ceva atat de simplu. Bine ca am gasit niste scheme pe net de la alt mixer asemănător.

Merci de sfaturi domnilor!

Se poate inchide thread.ul.

L.am rezolvat!

[GeekTM88]

21 minutes ago, cdinu332 said:

Ground lift,  maestre,  la conexiunile către masă. 

Sper că toate componentele sun procurate din surse sigure.  

Izolează toate componentele active care sunt puse pe radiatoare, și decuplari cu 100nf cum s-a spus mai sus. 

Mai sunt și alte modificări de făcut,  unele chiar în construcția sursei de + - 15V. 

Și pune o poză cu agregatul. 

Nu lucrez decat cu tme/farnell/mouser/adelaida uneori, care tot de la tme iau, dar cantitati uriase si uneori vand mai ieftin bucata. Nu folosesc niciodata pocnitori la absolut nimic. Dar fac decizii inteligente...nu se merita la orice aparat pus cea mai buna gamă Nichicon sau numai Elna de fițe. Am pus la foarte multe aparate normale...gen un casetofon mic, un radio cu ceas, etc....condensatoare chinezești Elite, de pe tme, fie low esr fie clasice la 105 grade si pot baga mana in foc pentru ele de n ani de zile deja. Sunt un best buy pret calitate zic eu pentru chestii normale. La fel, condensatoare cu polistiren romanesti Iprs sunt deosebit de bune. Am reparat aparatura de varf cu tranzistoare si de firma mare - gen Mitsubishi si am pus si IPRS si merg impecabil.

Nu, nu iau de pe AliExpress....aia e clar, dar am vrut sa zic ca tot timpul imi place sa decid simplu. Evident aici find un mixer audio am pus Nichicon, Samwha, la cele mici mici am mai bagat si un Elite...ideea e ca acum sursa e liniara. Va merge cat de poate de relaxat, fatavde SMPS.ul original....care a fost proiectat super prost, la limita, ca tot la 3 ani ii puneam alte condensatoare de la Nichicon gama de ripplu inalt, cele mai bune tot crestea raportul semnal zgomot cate putin, și iarasi altele. Plus ca se incingea de numa....din prima zi....asa era ea făcută.... trasee subțiri totul inghesuit acolo...mosfetul din primar radiatorul era live izolatie de 2 bani, daca se usca cauciucul si nu aveai prizsa cu pamant sau o diferențială riscai ... așa. De aia am vrut sa fac o sursa liniara sa sxap de mizeria aia pentru ca mixerul in sine e unul foarte bun, are un sound fffff placut, desi a iesit acest model prin 2012-3, au re-folosit scheme vechi, anii 90, tot îmbunătățite si acelea chiar erau facute de nemtzi care stiu audio - clar. Au fost atenti la detalii băieții. Cam atat. Bine ca am rezolvat. Multumesc de sprijin. Multa sănătate va doresc la toți. Numai bine, Doamne ajuta!

[GeekTM88]

Apropo de anii 90....in anii 90 mixerele Behringer aveau surse liniare cu traf foarte bune. Foarte foarte bune. Alea erau proiectate de nemtzi, nu am văzut una stricata...maxim cate o siguranta ceramica care de bătrânețe a cedat. In rest - aveau condesatoare Rubycon, care masurau ca valoare peste marcaj dupa 30 de ani...si esr sa nu mai zic, ca era "inexistent". Dupa repede au venit normele "europene" si marketingul sa facem sa fie "ușor". Cum v-am zis se vad clar cele 2 școli.....scoala anii 90 la plăcile audio, design.uri refolosite care erau asa bune de ce sa le schimbi?...nu?... si scoala noua la sursa smps care era fiartă non stop. Despre asta e vorba defapt.

[cdinu332]

N-are treabă.  Au făcut o sursă low cost și atât. 

Asta cu liniar versus smps e o discuție lungă și interminabilă dar nicio variantă nu e mai bună decât cealaltă. 

Bine că ai rezolvat!