Schématovník
Seznam konstrukcí  |  Přidat  |  Diskuze  |  danyk.cz

Samokmitající zesilovač 2.2kW/4R



Kategorie: Audio a video
Přidal: samponek 18.12.2016 (11:49:48) X U
Jedná se o zesilovač ve třídě D typu self oscillating digital feedback se zpětnou vazbou před cívkou.
Vstupní citlivost 200mV, zesílení 150, ve zpětné vazbě integrovaný Loudness, amplituda trojúhelníku 6V Je to samokmitací zpětnovazební na 360kHz nastavené napevno.
Výstupní cívky jsou zapojené v protifázi pro minimalizaci EMI a jsou na feritových jádrech EI 40, vzduchová mezera 3mm, a maji 14 závitů.

Zesilovač je můstkový, napájený spínaným zdrojem 138V/23A. Mosfety jsou IRF644 vždy tři paralelně, obsahuje proudovou ochranu.

Zesilovač je možné využít i jako PWM regulátor otáček umožňující rekuperaci, brždění a změnu směru chodu motoru, ale také jako regulovatelný napájecí zdroj napětí a proudu, protože třída D se chová jako reverzní spínaný měnič napětí.
Zesilovač je využit v systému LRAD ( Long Range Acoustic Device ) kde budí výkonový měnič 1000W 16kHz https://www.lradx.com/

Je to výkonový hysterezní oscilátor a kmitá na základě zpoždění, kvalita trojúhelníkové vlny je lepší než u oscilátoru, který kmitá na základě phase-shift ( zpetná vazba za cívkou )
Také je kvalita trojúhelníkové vlny u tohoto typu oscilátoru lepší než u řízeného D zesilovače.
Tranzistor BF423 převádí výstup komparátoru mezi hladinami napájení +-15V proti středu na -70V, protože logika 4030 je napájena z plus 5V proti -70V a IR2110 z plus 12V proti mínus 70V.
Rozdíl potenciálů je 85V, proto převodník BF423 mezi hladinami na vstupy hradel 4030 na 5V.

Na kvalitě trojúhelníkové vlny, která má v tomto případě amplitudu 6V závisí zvuk zesilovače a její velikost neovlivňuje hlasitost, jako je tomu u řízeného D zesilovače.

Výsledek je, že zesilovač naprázdno nešumí, ani při zesílení 150, nebo třeba i 1000. ( zesílení v téměř otevřené smyčce je 12000, kdy je to ještě stabilní. Potom se to rozkmitá na vlně 10Hz )

První operák je předzesilovač, který má na vstupu dolní propust, protože když máš nestíněné dráty a vede vstup vedle výstupu, zahltí se nosnou a vlivem kladné zpětné vazby roste násobněkrát hlasitost.

Druhý operák je invertující integrátor, který je spolu s invertujícím komparátorem součástí zpětné vazby.

Třetí je integrátor druhé poloviny mostu a pro nf signál je neinvertující, na výstupu je potom napětí v opačné fázi, reproduktor je zapojen mezi výstupy mostu, kde je dvojnásobné napětí a přibližně čtyřnásobný výkon.

Hradla 4030 tvoří deadtime generátor 70ns a odpory 100 s diodou před mosfety tvarují Ug, Odpor zpožďuje a dioda slouží k rychému vybití gate, aby to při 400kHz nešlo proti sobě a nevznikaly nárazy, jehlové překmity, které mohou poškodit tranzistory a také zatěžují příčným proudem koncový stupeň a snižují účinnost.

Start oscilátoru probíhá v hysterezním módu. Komparátor se vlivem vlastního velkého zesílení otevře ( má v té době na obou vstupech nulové napětí ) BF423 se uzavře, spodní mosfety se otevřou a komparátor čeká než se nabije pumpa, to trvá více pracovních cyklů. Na výstupu se objeví harmonické kmity 430kHz, které se zvětšují a až napětí ve ZV dosáhne na překlopení komparátoru zpět nasadí oscilace.

Při zapnutí do zásuvky , nebo výpadcích napájení, či přechodu ze Standby, nebo ze zkratu to nedělá rány do reproduktoru, protože PNP tranzistor BF423 je z celého oscilátoru nejrychlejší, otevře se jako první a tím znemožní nabití pumpy do doby, než se napětí zdroje opět ustálí.

Je to velmi vhodné pro stavbu zesilovače ve třídě TD ve funkci napájecího zdroje a aktivního filtru Déčkové nosné pro zesilovače ve třídě AB, nebo jenom B.
Montáž do AB zesilovače včetně SMPS zdroje co mají napájení do 140V. Výkon takového zesilovače je oproti původnímu asi čtyřnásobný, omezený jenom proudem přes BJT, ten se nastaví u D.

V AB se neprovádí zásahy, ale je vhodné odpojit škrtiče v bázích budičů koncových tranzistorů, které původně sloužily jako ochrana proti zkratu a pokud to zapojení umožňuje, tak odstranit, nebo snížit emitorové odpory jen aby zůstala zpětná vazba pro řízení klidového proudu, protože žerou výkon a zatěžovací impedance může být poloviční. Taky je dobrý když má AB rezervu v proudovém zesílení aby nekazil účinnost a symetricky limitoval.

Do déčkové zpětné vazby osadit odpory stejné jako jsou v původním AB, aby to šlo spolu. U předzesilovače spojit -IN s výstupem OZ, aby měl zesílení 1.

Na výstup D dvě rychlé usměrňovací diody a přes tlumivky do napájení AB. Pokud má AB na desce nějak velké elyty tak odpojit. Na pokrytí spotřeby a příčného proudu AB nějakých 50mA až 150mA v době kdy je D nečinný stačí nahoře i dole filtrace 1u/400V.

První harmonická 360kHz ať má třeba 5V ničemu nevadí, AB tranzistory jsou pro ni trvale nevodivé a pokud jsou tam navěšený další věci, předzesilovače, indikátory, tak taky napájet usměrněním déčkové nosné.

Pokud měl AB před tím potíže s udržením klidového proudu v závislosti na teplotě, tak mu injektovat do ZV čistou první harmonickou 360kHz pár mV a zpětnovazebně řídit klidový proud z déčka.

Spínací kmitočet je možné potom snížit z 360kHz na polovinu až třetinu integračním článkem 10k a asi 200p ve ZV, výkon tím ještě o pár stovek Wattů vzroste.

Výhody AB třídy jsou zachovány, nedostatky D třídy potlačeny a jako celek to nehřeje.
schéma - Samokmitající zesilovač 2.2kW/4R
Samokmitající zesilovač 2.2kW/4R - schéma

Fotogalerie

fotka - Samokmitající zesilovač 2.2kW/4R
Obr. 1

fotka - Samokmitající zesilovač 2.2kW/4R
Obr. 2

fotka - Samokmitající zesilovač 2.2kW/4R
Obr. 3

fotka - Samokmitající zesilovač 2.2kW/4R
Obr. 4

fotka - Samokmitající zesilovač 2.2kW/4R
Obr. 5

fotka - Samokmitající zesilovač 2.2kW/4R
Obr. 6

fotka - Samokmitající zesilovač 2.2kW/4R
Obr. 7

fotka - Samokmitající zesilovač 2.2kW/4R
Obr. 8


Komentáře čtenářů ke konstrukci Samokmitající zesilovač 2.2kW/4R


K této konstrukci ještě nejsou žádné komentáře. Můžete nějaký přidat :).

Jméno:
Text:
Opiš tyto
4 číslice:




Schématovník je veřejná databáze informací a diskuze. Jeho obsah je tvořen uživateli. Veškerý vložený text i obrazové materiály jsou duševním majetkem svých autorů. Uživatel je odpovědný za uživatelský obsah. Podmínky.