|
|
| Kapcsolóüzemű (PWM) végfok építése |
|
| Témaindító: 021, idő: Jan 11, 2006 |
|
|
|
|
|
Ha tök kezdő vagy, akkor ne ezzel kezd.
Ajánlanám a TPA3122D-t ez egy DIP-tokos IC, mellékelek egy nyáktervet (adatlapi kapcsolás), amit én kipróbáltam és az IC mellett többnyire 1206-os (könnyen forrasztható!) SMD ellenállásokat és kondikat használ.
Hidalva szép kis teljesítményt ad, nem kell neki borda. Két ilyen bőven elég egy otthoni kis HiFihez  |
» A fájlok letöltéséhez be kell jelentkezned! «
|
|
|
Sziasztok mesterek!
Szert tettem két IGBT power modulra (BSM15GD120), azt írja az adatlap, hogy ez egy 3 fázisú teljes híd, Vce 1200V, Ic 25A, Ptot 145W áganként. Bekapcsolás 55ns, emelkedés 45ns, lekapcsolás 400ns, ebből esési idő 70ns.
Alkalmasak ezek D osztályú erősítő építésére?
Elnézést, ha hülye a kérdés, nem vagyok valami járatos a témában. |
|
|
Nem igazán alkalmas. IGBT az inkább tápegység primer oldala.
Ide neked kisebb feszültségű (max 200-250V) és nagyobb áramú eszköz kell. |
|
|
Átnyálaztam a topik oldalait közben, és arra a következtetésre jutottam, hogy túl lassan kapcsol le.
Olyan 10kHz-es meghajtással működne megfelelően, ami még egy subot hajtani is kevés, ráadásul hallható tartomány.
Nem baj, nem kár érte, majd egyszer jó lesz szervómotort hajtani.
A téma viszont megfogott, így számíthattok rá, hogy lesznek még hasonló kaliberű kérdéseim 
Köszi! |
|
|
| Azért ennyire nem kell.. Érdekelt a téma rég óta csak a csöves erősítők tervezése-építgetése és fejlesztése mellett sem időm nem volt csinálni ilyen erősítőt, meg nem is akartam, de azért 200W-ot nem akarok csővel erőltetni, már csak a súlya és a mérete miatt, az áráról nem is beszélve. Kis hifi nem kell, az előző gondolatból kiderül, hogy miért, nekem 2x8W-os csöves PP szobában tökéletesen elég, egy nagyobb teljesítményűt akartam basszusgitárhoz. Ja az SMD-vel sincs ám nagy bajom, főleg ellenállásokkal kondikal, de annak az IC-nek már nem kevés lába van.. |
|
|
Ha a tök kezdő vagy ilyen témában, akkor ne akarj rögtön nagyon sok kraftot. Mert azért a csöves erősítő és ez ég és föld. Csöves erősítőt minimális elektornikai ismeretekkel bárki tud csinálni. Ide meg azért elég hardcore kapcsolóüzemű ismeretek kellenek.
Tudom ajánlani a cikkemben lévő kapcsolást amúgy, ezen kívül nemrég közöltem itt HIP4080-ra egy nyáktervet. Egyik sem kemény SMD (1206 van csak), meg nem túl bonyolult, szóval hajrá. |
|
|
Hát az építés mindkét esetben sokkal egyszerűbb, mint a tervezés és semmilyen komoly elméleti tudást nem igényel egyiknél sem, csak gyakorlatit. Forrasztani kell tudni, alkatrészeket beültetni.
A tervezés más tészta. Csöves erősítőt sem egyszerűbb tervezni, mint D-osztályt. D osztály tervezésénél a félvezetőtechnikai, meg szabályzástechnikai ismeretek alapvetőek. A félvezetők kapcsoló üzemben való működésének az ismerete az alap, valamint a "szabtek" része diszkrét értékű jelekre is kell. Mindkettőnél kell az analóg elektronikai ismeret. Csövesnél még erősebben a nemlineáris hatásokkal való trükközésekhez.
D osztáyhoz még nagyfrekis dolgokra is oda kell figyelni.
Ha D-osztályt kéne terveznem, azt választanám. Egyet összehoztam, tervezésnek nem nevezném, de legalább én alakítottam ki az egész áramkört az utolsó alkatrészig. A komparátort én terveztem. A feteket IC hajtja meg, azt nem én terveztem . A félhídhoz a szokásos alapismeretek kellettek, meg pár mérés, holtidőbeállítás, jelkésleltetési idő, egyéb. Az önrezgő elvet meg a Bruno találta ki nem én. A nyáktervezés keményebb dió, mint a csövesnél, az tény. Megszívtam a diódakapacitásokon és fóliákon kialakuló 30V-os berezgéssel elsőre. Másodszorra sokkal jobb fóliázat, meg a lassított kapcsolási idő megoldotta a problémát. Mindezek ellenére csöves tervezésbe sokkal bátortalanabbul mernék csak belekezdeni. De persze az én vagyok. Nem hiszem, hogy egyszerűbb lenne, én nem szólnám így le a dolgot. Sok ismeret kell oda is, ami a D-osztályhoz egyáltalán nem. Ez persze fordítva is igaz. |
|
|
Amúgy amit a hírdetésben árulsz saját tervezésű műveletei erősítő, annak például itt a d-osztályú technikában lehetne hasznát venni, mondjuk egy hiszterézis oszcilláción alapuló önrezgőnél.
Itt jönnének ki igazán az előnyei, a paraméterei. |
|
|
Ahhoz sokkal egyszerűbb és gyorsabb kapcsolást is lehetne használni. Ráadásul ez egy előfok, nem túlvezérléses üzemmódra lett kitalálva, mint egy komparátor. Egyébként nem én terveztem. Abszolút mást használnék D-osztályba, pláne egy hiszterézises komparátorba.
A hiszterézises komparátor mint PWM erősítő, a legegyszerűbb elvi működésű dolgok egyike. A csöves SE végek bonyolultságával vetekszik az elvi rajz. Elsőnek csővel csináltak ilyet is egyébként. |
|
|
Sok szempontból egyszerű, azonban a legnagyobb hátránya a tekercs előtti visszacsatolás. (és ezen kívül a maximális kivezérlések környékén a gyors modulációs hiba)
Nagy tapasztalod van komparátorok és műveleti erősítők tervezésében? (vagy gyüjteméyned ezekről)
Egy gyors szinteltoló komparátor például nagyon jól jönne a félhidas erősítökbe, mivel az Philips UcD-ben használt nem a legjobb. |
|
|
A komparátorokban annyira nagy nincs.
Egyébként a hiszterézises komparátor kiegészítve egy kondival, ellenállással máris astabil multivibrátor, utánakött aluláteresztővel meg átmegy PWM erősítőbe. Ki kéne próbálni előfoknak.
A szinteltolást én is két tranyóval elrendeztem, a gyorsaságot nem az vágja haza a te kapcsolásodban sem, hanem az IR2110 bemeneti kapacitása. Próbálj egy impedancia illesztő szimmetrikus emitterkövetőket betenni amik képesek gyorsabban meghajtani az IR2110-et, hátha. Állítólag kiakad valami tároló az IR-ben, ha 100ns nél rövidebb impulzust kap és nyitva hagyja az egyik fetet aztán leég minden, szóval nem is mertem lemenni a késleltetési idővel 300ns alá. Így 300ns-nál rövidebb impulzust nem is tud bekapni. Ezért nem is akartam gyorsabbat. |
|
|
Sajnos minden a félvezetők kapacitásain, kapcsolási sebességén és bekapcsolt állapotú vezetésén múlik, egy határ fölött még a legjobb tervezéssel sem lehet átlépni az alkatrészek korlátait. Szóval a félvezetőknek kell jónak lenni. Azt hiszem, hogy az integrált fet meghajtók legújjabbjaival nem lehet diszkrétben felvenni a versenyt. Tényleg csak a szinteltoló komparátor rész az, amivel érdemes foglalkozni. Ott is az egyszerűség és az olcsóság, ami szóba jöhet szempontnak.
Egyébként az LM311 baromi lassú, marha nagy késleltetéssel. Attól a bruno féle tranyós is sokkal jobb. Aztán a szinteltoló fokozatod áram leadó képességét kéne növelni, aztán fetmeghajtó IC-t kéne váltani, ha több kell. Hirtelen más ötletem nincs. |
|
|
Kösz az infókat, lényegében más tervezési irányt vettem.
Teljes híd miatt haszálahtók alacsonyabb fezsütlségú FETek, nem kell szinteltolás, valamint használható más meghajtó stb...
ELősnek a HIP4080-as cuccot fogom kipróbálni, ha az megy, akkor külön komparátor majd a texas új fet meghajtói. |
|
|
Már hogy a fetmeghajtó IC-nek nem kell a szinteltolás?(gondolom)?
Az tényleg jó volna. Milyen IC van most, aminek nem kell? |
|
|
Teljes híd esetén nem kell a kompartáor kimenetét szinteltolni a meghajtó IC bemenetéhez, mivel a kimenetnek nincs közöse a táppal.
A HIP4080-at csak azért akarom használni, mert abban van kompraátor, FETmeghatjó (2,5A-es ami nagyon sokra elég). Mivel integrált minden ezért várhatóan nagyon gyors is, kevés lesz a propagation delay. |
|
|
| Ja az más. Szinteltoló nem kell, de ezzel így még nem sokat nyer az ember. Én abban reménykedtem, hogy nem kell külön alsó-felső vezérlés, hanem sima pwm-el lehet vezérelni a fetmeghajtót külön belső állítható dt áramkörrel, mint az IRS meghajtónál. |
|
|
A dead-time állítása nagyon egyszerű, így nem értem miért probléma, hogy kel jel és jelinverz az alsó és a felső oldalhoz.
(teljeshídhoz azon kívül is kell és jelinverz) |
|
|
Hát alapból nem kell invertált jel, ami azért nem kis előny. pláne kellemetlen, hogy az egymáshoz képesti eltolás egy az egyben meghatározza a holtidőt. Mindenféle apró kapacitás, meg billenési szint szórás belepofázik, ha magas impedanciáról van meghajtva. Kényelmesebb lenne ilyen fatengelyes végfokhoz egy sima pwm bemenetű fetmeghajtó. Ezeket egyébként is bonyolultabb, főleg motorszabályzásokhoz találták ki ezért van két bemenet. Végfokba BD modulációtól eltekintve előnyös volna ha sima pwm bemenetű is lenne.
Sokkal kényelmesebben lehetne használni. |
|
|
Az tény hogy ez a kapcsolás nem a pwm végfokok csúcsa, de tesztelgetek belőle egy hidat, aminek megvan az az előnye hogy házilag könnyen elkészíthető nyákja lesz (a hidegítő és csatoló kondikon kívül nincs benne SMD), és lejön róla 650-700W körüli teljesítmény 8 Ωon, 4 Ωon meg több is, attól függően hogy hova van beállítva az áramkorlát, valamint egyszerű és aránylag olcsó. Ha átmegy minden teszten akkor lehet hogy írok egy cikket is belőle, illetve a Laci is beteheti az övébe ha ragaszkodik hozzá (?).
Egyetlen nagy problémát látok benne, de az az összes önrezgőre érvényes. Mivel a kapcsoló freki nem pontos (nem kvarc vezérli  ) ha nagyon keveset is de lassan és folyamatosan mászkál. Ha hagyományos tápról járatjuk ez semmilyen problémát nem okoz, de kapcsolóüzemű táp esetén (függetlenül attól hogy milyen) a harmonikusokból mindig kialakul egy különbségi fütty, ami néha hallható, néha elhalkul a freki függvényében. Odáig jutottam, hogy a táppufferek csillagpontját egy ellenállással (pl. 22 Ωmal) lekötve a védőföldre ez jelentősen csökkenthető, valamint csökkent rajta a dobozolás is, de teljesen nem tüntethető el. Tehát olyan csendben (halk ssssz) nem lesz mint egy B osztályú végfok. Ennek ellenére azt mondom, hogy nagy teljesítményekre nagyon jó (és olcsó) választás. |
|
|
Szerintem a két végfok kapcsolófrekijében van kis eltérés és azért fütyül. A táp, gondolom nem 300Khz-ről megy, tehát jóval nagyobb a frekvencia különbség annál, minthogy hangfreki legyen belőle. Nekem kapcolóüzemű tápról sem volt probléma. Bár én két ferritgyűrűn átfűzöm a 3 tápvezetéket a végfokoknak, aztán úgy kapják a tápot. Bemeneten vannak összetestelve és az megy a dobozra is.
Egyébként az a véleményem, hogy nem is éri meg kapcstápot csinálni végfokhoz. Egyszerűen 2-3000Ft egy japán erősítőből bontott vákumimpregnált mágnesesen árnyékolt trafó. TV szerelő, vatera, mint beszerzési forrás. Ennyiből még a kapcsoló üzemű táp alkatrészei sem jönnek ki. Ha kellett, idáig mindig találtam apróhirdetésekben is. D-osztályba meg a különösen nyeszlett példányok is tökéletesek. Nagy trafót vétek is belerakni egy ilyen erősítőbe, bőven nem használja ki. Én a 2X150W-os PWM végfokba betettem egy 60-80VA-es Canton subláda trafót és hát bőven sok neki. A zene crest factora legrosszabb esetben is 1/8 szóval a rövid hangerőcsúcsokat simán biztosítják a pufferek, meg a trafó pillanatnyi túlterhelhetősége. |
|
|
| 300 Watt hogy fér el 80 wattban? |
|
|
Szerintem Ge Lee arra gondol, hogy a kapcsolófrekvencia még egy végfok esetében sem konstans. Ez úgy jelentkezik, hogy nem pontosan oda kerülnek a kapcsolások helyei a következő bemeneti jel periódusokban. Tehát színusszal meghajtva is azt lehet tapasztalni, hogy a kapcsolófrekvencia nem áll a bemeneti jelhez képest. Kicsit változik és még jitterelhet is, ami azt jelenti, hogy bár a freki nem változik, de "remeg" frekvenciában. Legalábis szkópon nem nagyon tudom máshoz hasonlítani. Ez attól van, hogy a komparátor kap olyan jeleket is, amit nem kellene.Pl: zavarokat, tüskéket. Ezt nagyon nehéz kiszedni, ehhez tényleg nagyon jó huzal, meg fóliavezetés kell. Na most ebből a végfokból van mindjárt kettő, és mindkettő jitteres, tehát így interferálnak, amiből akármilyen frekvencia kijöhet. És akkor még hozzá jön a táp frekvenciája. Ez még rosszabb lenne, ha egy gyors komparátor lenne használva.
Hát, a crest faktorról csak annyit, hogy ezt a D.J-k is tudják? Mert amiket én látok, ott a clip szinte folyamatosan viágít... innentől már biztos kicsi neki a hálózati trafó.
Ha a bemeneten vannak a GND-k összefogva, akkor két külön tápot használsz? ( legalábis a szekunder oldaltól ) |
|
|
| Úgy, hogy a különbözetet a pufferkondik tárolják. Másrészt a trafó nem teljesítménykorlátos 80 W-nál, túl lehet azt rövid időre terhelni, akár háromszorosan is. |
|
|
| Nem. Ha egyedül van a végfok (nem hídban) ez akkor is jelentkezik kapcsolótáp esetén, viszont híd esetén sem jelentkezik ha egy hiperszilről járnak, akkor csak halk sssz van semmi más. Tehát a táp a probléma. Nem olyan nagy, de a hangszóró 80cm-re van a fülemtől és hallható (szerintem a tiédben, és akármelyik másikban is) legfeljebb kevésbé. Azzal az 1/8-al azért vitatkoznék, 20-25%-ot szoktam mérni. A toroidokat meg ilyen alkalmazásban ismerem, azért tértem át már nagyon régen a kapcsolóüzemre B osztályú végfok esetén is. Ahhoz, hogy annál feszültség is maradjon kell néhány kiló puffer. A 2x450W-os végfokom kapcsolótápjában meg van 1-1db 3300uF, és az üresen +/-91V-ból még mindig van +/-88V klipp határon lévő zenénél. Ehhez szerintem jókora toroid kellene, amit lehet is kapni huszonezrekért. |
|
|
" ... kell néhány kiló puffer ... "
Igen. Az Outline pwm erősítőjében ezt úgy oldották meg, hogy a doboz egynegyede csak elkó! Sajnos, nem tudom hova tettem a fényképét, ez egy régebbi gyártmányú végfokuk volt. ( Valami 2 x 2 kW, ha jól emlékszem. ) És ennyi elkó sem biztosíték, hogy mindig marad elegendő fesz. |
|
|
Akkor megint csak ott vagyunk hogy a kapcsitáp olcsóbb, kisebb, könnyebb.
Elég szörnyű látvány lenne egy 30-40dkg-os pwm végfok egy 6-8kg-os (vagy még több) trafóval. Idézet:
„És ennyi elkó sem biztosíték, hogy mindig marad elegendő fesz.” Hát igen. A 8 Ω egy 10.000µF-os kondit DC-ben 80ms alatt kisüt (37%-ra). A zene nem DC, de egy dob is eltart 3-400ms-ig. A szűk keresztmetszetű trafó ezt nem igazán fogja pótolni.
Közben egy teszt megvolt, átment.  |
|
|
Egy kapcsitáp alkatrészköltsége tipikusan olcsóbb már, mint egy trafó. Persze a tervezése meg összeszerlése az más tészta....
Azonban egy szabályzott kimenetű táp (akár pwm, akár monjduk a LLC konverter) jelentősen képes lecsökkenteni a puffer igényeket. A szekunder oldali kondiknak nem a "Hold up time" (kimeneti feszültséget tartó idő) alapján kell tervezni, hanem csakis a búgóáramra.
Egy PWM tápnál az is megengedhető, ha a priemr a 320V-ról leesik 280V-ra, többnyire akkor is képesek még szabályzoni (vagy ahogyan tervezzük őket).
Aztán ha van egy PFC, akkor meg szinte akármilyen bemenő feszről tud menni. A primer oldali kondikat ekkor "hold up time"-ra kell méretezni, de jelentősen csökken a mennyiségük.
Ezek alapján állítom, hogy egy helyesen megtervezett kapcsolóüzemű tápegységgel a végfok működési paraméterei jelentősen javulnak, a méret és a költség eggyüttes csökkentésével! |
|
|
" ... csakis a búgóáramra..."
Ez igaz, de azt nem szabad elfelejteni, hogy a kevés pufferkondi nem tudja kiintegrálni a végfok által felvett csúcsáramot. Vagyis, a mélyebb hangoknál nem tudja a végfok által felvett áram csúcsaiból a középértéket képezni. Ennek az a következménye, hogy legrosszabb esetben Pi/2-ször nagyobb a táp tranyóinak áramigénybevétele. Ez ugye bő másfélszeres csúcsáramot jelent. Vagyis nem árt bele a sok kondi...
( A költségekről inkább csak hobbi szinten beszélj. Hidd el, ha nem te csinálod, ülteted, méred be a panelt, a munkaerő nagyon drága dolog, az alkatrészeken nem tudod megspórolni. A legolcsóbb megoldás az, amikor nagyon kevés az alkatrész, mert azzal van a legkevesebb élőmunka. Kivétel, ha Kínában gyártják... ) |
|
|
| Hát a qaudhoz kell is. Mert ha lead 2×100W-ot, akkor az majdnem még ugyan annyit diszipál. Pedig elvileg B osztályú. |
|
|
Ó, hát ez a discos határolós történet az persze, egészen más.
Engem nem igazán izgat. Sose kellettek KW teljesítmények, de ha kellene, akkor sem csinálnám meg, mert nem éri meg. A kínai 30 ezerért megcsinál egy 2x500W-os erősítőt hangosításra. Ennyibe került magyarországon némelyik. Láttam a hirdetésben nagyobbakat is és azok sem voltak sokkal drágábbak.
Ilyet az csinál házilag, aki rengeteg fölös pénzzel, meg szabadidővel rendelkezik és eléggé mazochista az ilyen szórakozáshoz. Ezenkívül semmi értelmét nem látom hangosításra való dolgok házilagos elkészítésének.
Inkább legyen kicsi, de jó minőség. Annak még van értelme. Nekem a legjobban az tetszik a kapcsoló üzemben, hogy egy csomó lakatos munkát meg lehet spórolni, mert csak lukakat kell furkálni a dobozra a csatlakozóknak. Nem kell vagdalni a nagy nyílásokat hűtőbordának, meg a rácsozásnak. Kis kompakt erősítőt lehet csinálni kevés lakatos munkával.
A japán, meg a kínai sokszor még az 5x100W-os B-osztályos házimozi erősítőbe sem tesz 100W-os trafót. Ha oda elég, akkor egy kétcsatornás D-osztályba főleg elég. |
|
|
Hírek.rss
