Sursa (SMPS) +/-50v pt amplif

[Marian]

Eu cred ca trebuiesc revizuiti complet parametrii de lucru ai sursei plecand de la ce anume mai exact se doreste a se alimenta, si deci sa zicem ca vei seta iesirea la 50V pe ramura stabilizati, pentru amplificator cu finali bipolari si sarcina de 4 ohm curentul de varf pentru un canal ar fi de undeva spre 12A, iar curentul rms cam 3,8A pentru fiecare canal, pentru 2 canale ai 24Apk si respectiv 7,6Arms, de cea din urma valoare tii cont, pentru ca varfurile alea sunt suportate de catre electroliticii de filtrare ( se subantelege ca dimensionezi capacitatea de filtrare in consecinta ), iti dai seama ca daca ai fi ales sa mergi pe traf de retea, si ai fi mers pe cei 24A, la 100V intre ramuri, 2400W, adica enorm si extrem de scump, dar nu este asa nici la traf de retea si nici aici, aici eventual mai adaugi un LC suplimentar pe iesire pentru a izola bucla de reactie negativa de efectele sarcinii si pentru o mai buna filtrare a alimentarii ( zgomot de comutatie mult atenuat ). Daca conditiile enumerate mai sus sunt valabile in cazul tau ( adica sarcina de 4 Ohm, iesire +/-50Vcc, 2 canale ), atunci as zice sa merghi pe un curent maxim continuu de 8A, si de la el dimensionezi totul.

 

EDIT: Pierderile in miezul trafului sunt aceleasi in sarcina cat si in gol, s-a mai discutat asta, chiar nu vreau sa se reinvie "monstrii" demult adormiti ( si pe bune ca nu voi permite asta ), deci nu te intereseaza ce putere tragi din miez, ca nu din el o tragi, atata vreme cat ai loc de bobinat cu sarma corect dimensionata, totul este in regula cat priveste traful.

[adrian_c]

Am inteles cum stau cu transformatorul, il las in pace si ma intorc la componentele care ma intereseaza.

Sursa va alimenta un amplificator cu mos lateral, care detine pe fiecare modul alti condensatori, identici cu cei din sursa, deci imi sugerezi sa interpun intre sursa si module cate o incuctanta (ce valoare? este suficienta o ferita peste cablurile care merg la module?)

Deci curentul pe care sursa trebuie sa il ofere este undeva la 8 A, iar de varfuri se ocupa condensatoarele. Raman atunci la +/-55V.

Atunci revin cu dimensionarea la 10A max (acoperitor) la iesirea sursei, si merg cu 0,2*I max pentru variatia de curent prin inductanta. Cu o inductanta de 120uH, pe miezul MS-157026-2 de la Arnold - Micrometals.

Al=35, pentru 120uH avem N=58

delta B=(145-110)V*10us/107*58= 56mT, citesc pierderile pentru 280Gs la 50KHz, 30mW/cmc. dar in prostia mea cred ca in secundar frecventa este la 100kHz si atunci pierderile sunt la 70mW/cmc.

pierderi in miez: 0,315W (0,735W)

H=0,4*pi*58*10/9,85=74Oe rezulta o scadere a permeabilitatii cu 10-15%

E=LI^2/2=120*100/2=6000mJ din grafice rezulta NI=620 pentru care AL devine 31 iar L=104uH la 10A

Bmax=104*10/58*107=0,167T  deci departe de saturatie (an luat in calcul L la 10A)

58 spire incap doar fi 1,6 , deci R=29mOhm   deci pierderi in cupru =  2,9W , pierderi totale la 10A 3,6W?

[Marian]

Daca modulele sunt dotate cu condensatori pe placa lor atunci varfurile curentului de sarcina din ei vor trebui sa fie suportate. Asa cum am zis un LC suplimentar izoleaza bucla de reactie de efectele sarcinii, si este important sa faci asta deoarece amplificatorul audio este poate cea mai stresanta sarcina pentru stabilitatea unei bucle de stabilizare, o inductanta intermediara izoleaza sarcina de bucla si diminueaza mult efectele sarcinii asupra stabilitatii, izoleaza totodata bucla si de catre electroliticii de pe placa modulelor care altfel ar modifica in mod direct caracteristica LC initiala. Si nu in ultimul rand un filtru LC suplimentar filtreaza si mai mult zgomotul de comutatie, facand iesirea mult mai curata, si este important sa fie asa deoarece se alimenteaza totusi un amplificator. Valoarea inductantei nu este una critica, de regula cateva zeci de uH ar trebui sa ajunga, de mentionat ar fi faptul ca aici pierderile in miez sunt teoretic 0 deoarece prin inductanta circula numai curent continuu, astfel incat dimensionarea ei si alegerea miezului devine mult mai usoara, te intereseaza sa te mentii undeva sub nivelul inductiei de saturatie la curentul maxim estimat, dar chiar si daca s-ar atinge saturatia n-ar fi o tragedie, cresterea inductiei catre saturatie scade inductanta, saturatia anuleaza in principiu miezul, dar tot o sa ai o oarecare inductanta asigurata chiar de bobinaj...

[adrian_c]

Incep discutia despre compensarea sursei. Atasez partea de comanda asa cum este pe placa la mine si cu care functioneaza sursa mea.

http://s13.postimg.org/3uuer7os7/Comanda.jpg

In cazul acesta nu stiu unde ar trebui sa fie compensarea, pe TL431, pe optocuplor sau pe operationalul din amplificatorul de eroare.

Pentru inceput am calculat frecventa data de inductanta de iesire si condensatorii de filtrare la care apare polul pe caracteristica de atenuare-frecventa

f=1/2*pi*sqrt(L*C)

L=120uH si C=2700uF (cate 3*1800uF pe fiecare ramura)

rezulta f=280Hz

 

In continuare incerc sa calculez amplificarea:

Ao=20*lg(Up min*Ns/Ua*Np) Up min - este tensiunea minima din primar (120V), Ua - tensiunea maxima de iesire la care lucreaza operationalul amplificatorului de eroare (la SG3525 este 3,5V),

Ns - numarul de spire din secundar (20? sau se ia jumatate?), Np - numarul de spire din primar (20).

rezulta Ao=29dB

 

LE:

La grafic nu era ceva bine cu amplificarea 29dB, asa ca am considerat doar jumatate din secundar (este corect?) si rezulta Ao=23dB

Dupa teoria domnului Smilex, graficul ar trebui sa arate asa: http://s23.postimg.org/a0p0d56xn/Incercare2.jpg

Editat Februarie 27, 2015 de adrian_c

[Mircea Crisan]

Fiecare schema are plusuri si minusuri.

Domnul Tvicol a fost un deschizator de drumuri cu aceasta sursa.

Parerea mea este ca nu trebuie sa-ti bati prea mult capul si sa realizezi schema asa cum este.

Marian a punctat bine cand a sustinut ca un amplificator este o sarcina destul de complexa.

Din aceasta perspectiva esti pe un teritoriu cam in aer.

Nu exista un calcul super riguros in ceea ce priveste compensarea. (220nF peste zenere pare cam mult)

Basca vad ca sunt contradictii si in ceea ce priveste inductanta de iesire.

Vad ca nu se ia in calcul curentul de mers in gol ale celor doua module ceea ce va duce la diminuarea semnificativa a inductantei serie.

Vestea buna este ca te-ai orientat bine catre miezul inductantei si daca il umpli de sarma e ok.

Iti garantez ca daca vei realiza sursa asa cum este in scheme vei fi foarte multumit.

Singura buba este cat cupru bagi in traf.

[adrian_c]

@ Mircea Crisan, dumneata ai ceva experienta in smps pentru audio pe care le-ai construit singur. Poti sa ne spui ce valori ale inductantei ai folosit la iesire?  Am vazut ca ai doua toruri separate, dar asta nu e o problema prea mare sa imi dau seama de echivalenta inductantei bobinate pe acelasi tor. Ai facut experimente cu valori diferite si sa observi comportarea dimanica a sursei cu semnalul audio?

Datorita dinamicii muzicii, cred ca valoarea inductantei nu poate fi foarte mare. Dar ar trebui sa fie consumul minim mai mare decat jumatatea variatiei curentului prin bobina?

Cred ca sursa poate functiona si in DCM, deci nu imi fac probleme in acest sens.

Transformatorul este bobinat cu 6 fire de 0,6mm in primar si 8 fire de 0,6mm in secundar, cred ca este suficient cupru pentru pierderi mici. Mai mult nu puteam folosi pentru ca am utilizat izolatie destul de groasa intre primar si secundar, din motive de securitate, si izolatie cu un strat de hartie cerata in rest. Mai am 1 mm de la izolatia exterioara pana la ferita.

Cred ca trebuie sa fac un test si cu sarcina mai mica, undeva la 50W cat va fi consumul in idle.

Trebuie sa mai inlocuiesc puntea din primar si sa ii atasez radiator pentru ca se incalzeste mult.

 

Dupa ce reusesc sa fac cam tot ce vreau la ea, trebuie sa gasesc pe cineva binevoitor cu osciloscop, sa vad ce se intampla cu ea, si daca are nevoie de niste snubere, acum are doar in primar. 

 

LE.

 In ce priveste compensarea, daca reusim sa ajungem la un consens, care sa nu presupuna modificari majore pe cablaj le voi aplica.

 Condensatorul de peste zenere a fost recomandat chiar de domnul Vicol, nu mai stiu daca am citit aici sau pe diy.com .

Editat Februarie 28, 2015 de adrian_c

[Vizitator]

Intrebare OFF: daca sant milioane de amplificatoare performante cu traf de 50Hz fara stabilizare, de ce va chinuiti sa faceti o sursa in comutatie ce are atatea probleme cu bucla de stabilizare?

A circulat pe aici si o schema de sursa cu ir2153, japoneza, si vad cu nu s-au deranjat ca nu are stabilizare.

 

https://www.google.ro/search?q=audio+power+ir2153+yamaha&biw=1280&bih=933&tbm=isch&imgil=-flbMt9CytS2XM%253A%253BZiOULLmFcoc4DM%253Bhttp%25253A%25252F%25252F320volt.com%25252Fen%25252Fyamaha-emx5000-mixer-servis-manuel-sema-smps-ir2153%25252F&source=iu&pf=m&fir=-flbMt9CytS2XM%253A%252CZiOULLmFcoc4DM%252C_&usg=__dhsV5Ujo_u3K8H6KmeSNjdw4FJ0%3D

 

http://www.diyaudio.com/forums/power-supplies/231101-smps-ir2153-audio-amplifier.html

[adrian_c]

Incerc un raspuns:

1. Pentru ca un transformator bun este greu de obtinut (bricolat/cumparat), alaturi de condensatorii de calitate si cu capacitate suficienta care implica niste costuri ceva mai mari.

2. Pentru ca exista multe amplificatoare alimentate cu transformator clasic, si incerc ceva nou, experimentez, si ma bazez pe experienta viziunea unui inginer român de a crea ceva altfel.

 

Recunosc faptul ca, daca mergeam pe traf clasic, amplificatorul era gata si canta frumos. Dar sunt pasionat de electronica si mi-am asumat aceasta boala incurabila. Asa pot sa imi exersez neuronul sa nu se plictiseasca.

 

Si ontopic, sa nu mai fiu mustrat iarasi:

Vreau sa bobinez inductanta de iesire pe acelasi tor, dar asta mi-a adus in minte o bproblema de electrosecuritate: am doua spire care se ating, intre care am o diferenta de tensiune de 145V. Nu cred ca este suficient lacul cu care este izolata sarma pentru izolarea eficienta. Deci trebuie sa mai adaug un strat izolator?

Alta problema este ca nu am si nu pot procura cativa metri de sarma de 1,5 pentru aceasta inductanta, deci trebuie sa caut echivalente. Am de 1mm si de 0,8. Datorita variatiei mici de curent, nu cred ca trebuie sa folosesc sarma mai subtire. Trebuie sa vad daca ma incadrez cu numarul de spire in fereastra de bobinare.

[nel65]

ideea era ca sursa in comutatie sa fie FARA STABILIZARE

[Vizitator]

Cred ca nu ne intelegem: si o sursa cu traf pe fier si una in comutatie nestabilizata dau aceeasi tensiune pe iesire, adica tensiunea retelei scazuta cu raportul de transformare.

Iar sursa in comutatie aduce avantajul volumului si dezavantajul zgomotului.

Am vrut sa scot in evidenta ca nu este nevoie de stabilizare, nu de sursa in comutatie.

Pt o stabilizare rezonabila si un riplu de 100hz mai mic la iesire, cred ca ar merge varianta PFC + sursa nestabilizata (punte sau semipunte).

Am gasit copiat de pe forum o super-scula. Nu se vede in secundarul sursei nicio bobina.

REVIN, a postat si @nel65 pana m-am hotarat eu.

Editat Februarie 28, 2015 de Vizitator

[adrian_c]

Domnule @miticamy, tocmai dumneavostra care sunteti as in smps spuneti ca nu ar trebui folosita? sau nu in audio, asta inteleg.

In primul rand vreau sa spun ca am vrut sa fac ceva diferit fata de ce pot face in mod normal (o sursa de alimentare clasica: traf ( pe fier, cum spuneti) este mai accesibila si se gaseste in majoritatea realizarilor de pe forum). Sursa aceasta este deja realizata practic (un avantaj pentru mine), doar m-am confruntat cu unele probleme date de partea de stabilizare pe care incerc sa le rezolv cu ajutorul elforum. Pana la urma probabil va ramane asa cum este, daca la vizualizarea pe osciloscop (sper sa ajung acolo) totul este bine.

Decat smps nestabilizata, mai bine traf clasic, pentru ca nu vreau neaparat sa scad greutatea.

Cat despre zgomotul de comutatie, nu stiu ce sa zic pentru ca nu ma pricep. Sper doar ca prin adaugarea de bobine inainte de modulele de amplificare sa il diminuez (zgomotul de comutatie).

[Mircea Crisan]

Domnule @miticamy, tocmai dumneavostra care sunteti as in smps spuneti ca nu ar trebui folosita? sau nu in audio, asta inteleg.

 

 

Chiar este as in smps? Parca se lauda ca el nu a bobinat nici un traf.

Ideea este ca mai avem de invatat cu totii.

E o poveste frumoasa cu zgomotul unei surse smps.

Parerea mea de amator este ca avem nevoie de stabilizare ca sa limitam caderile de tensiune in sarcina.

Nu ne dorim stabilizarea in toata plaja de curent propusa.

Stabilizarea ne permite un delta B mai mare deci implicit un numar de spire mai mic in primar.

Numarul de spire mai mic in primar ne permite o sectiune mai mare.

Sectiune mai mare - un efect Joul mai mic.

Avem nevoie de acea bucla de stabilizare ca sa controleze Ton.

Drama este ca tensiunea redresata din primar scade dramatic pe fondul consumului.

Asa cum am mai spus nu la fel s-ar pune problema daca am avea in fata un pfc.

O sursa nestabilizata cu pfc este o solutie asa cum s-a mai spus.

 

Poti merge in primar cu 20 de spire formate din 8 fire de 0.6 mm

Eu folosesc doua inductate datorita faptului ca amplificatorul va trage curent cand din raiul pozitiv cand din raiul negativ fata de masa.

Singurul consum comun este curentul de mers in gol.

Din acest considèrent nu ai nevoie de cuplarea inductantelor.

UDAR a facut un calcul bun dar poti pune si o valoare a inductantei mai mica deoarece consumul tau in gol este foarte mare.

Poti izola cele doua fire care se ating cu o foita de mica pe care pui o picatura de glue.

 

Sunetul este greu de descris.

Orice amarat de amplificator va suna stralucitor cu o astfel de sursa.

[Vizitator]

CITAT:    Nu ne dorim stabilizarea in toata plaja de curent propusa.

Si cum faci stabilizarea pe subdomenii de consum?

[adrian_c]

In postul de mai sus ati spus niste lucruri cu care sunt de acord, doar ca nu puteam sa le scriu asa frumos.

Parerea este a mea, in legatura cu userul @ miticamy.

 

Ca sa am sursa nestabilizata, si sa vreau pentru cazul - putere maxima din amplificator- sa imi ramana la alimentare un +/-50V, inseamna ca la idle sa am o tensiune mai mare (probabil+/-60), care inseamna o disipare mai mare pe finali, care s-ar putea sa nu fie chiar fericiti. De aceea prefer smps cu stabilizare.

 

PFC este prea mult pentru mine, desi suna bine.

 

Daca revin on-topic, la inductanta de la iesire - vreau sa bobinez cele doua inductante paralel, deci trebuie sa izolez cumva cele doua fire pe tot parcursul bobinarii. Puteti sa imi dati vreo idee in acest sens?

 

LE:

Cred ca @Mircea Crisan voia sa spuna ca in cazul in care consumul din secundar face ca tensiunea sa scada sub cea stabilizata, factorul de umplere este maxim si sursa nu mai este stabilizata.

Editat Februarie 28, 2015 de adrian_c

[Mircea Crisan]

 

 

Daca revin on-topic, la inductanta de la iesire - vreau sa bobinez cele doua inductante paralel, deci trebuie sa izolez cumva cele doua fire pe tot parcursul bobinarii. Puteti sa imi dati vreo idee in acest sens?

Nu este o solutie buna.

@miticamy Imi permit un banc.

Asemanarea dintre un caine si un inginer este ca amandoi au priviri inteligente dar nu se pot exprima.

In cazul intrebarii dvs nu ma pot exprima.

Nu stiu.

 

Spor sa fie,

 

Mircea.