logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
REKLAMA
REKLAMA
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Stabilizacja prądu spoczynkowego we wzmacniaczu MOSFET 70W IRFP240/IRFP9240 – jak wykonać?

szod 19 Maj 2012 00:18 6823 19
REKLAMA
  • #1 10912010
    szod
    Poziom 33  
    Posty: 1663
    Pomógł: 215
    Ocena: 120
    Witam,

    Zbudowałem sobie końcówkę mocy jak na rysunku poniżej. Zastosowałem tranzystory IRFP240 i IRFP9240. Mają one większe napięcie Ugs, więc do ustawienia prądu spoczynkowego 100mA dodałem szeregowo z potencjometrem R3 dodatkowy rezystor. Problem w tym, że nie podoba mi się pływanie prądu spoczynkowego. Zaraz po włączeniu zasilania jest ok. 30mA. Po nagrzaniu się radiatora po dłuższym czasie (kilkanaście minut, może dłużej) osiąga 100mA. Jak go trochę pomęczyłem przy pomiarach to dochodziło do ok 140mA. Przy czym na samych 100mA radiator bardzo się nagrzewa. Aktualnie nie mam czym zmierzyć, ale potrzymać ręką się go długo nie da. Radiator może duży nie jest, ale mały też nie - 165 x 35 x 70mm. Jak dorobić do tej końcówki układ stabilizacji prądu spoczynkowego? Coś na dodatkowym tranzystorze MOSFET? Jakie rozwiązanie najlepsze? Nie mam doświadczenia w budowie takich końcówek. Zrobiłem trochę pomiarów i wychodzi, jakby miała za małą czułość i te 0,6V z opisu ma się nijak do rzeczywistości. Przy amplitudzie wejściowej 2,5V zaczyna zniekształcać sygnał wyjściowy. Osiąga wtedy na wyjściu 80V, mierzone bez obciążenia. Zmierzona moc na obciążeniu 4Ω i zasilaniu ok. 40V (mam obecnie trochę słaby zasilacz i przysiada) wyniosła 78W, czyli mniej więcej jak w opisie. Amplituda wejściowa wynosiła wtedy 1,6V. Nie stwierdziłem żadnych oscylacji na wyjściu mogących świadczyć o wzbudzaniu się wzmacniacza.

    Stabilizacja prądu spoczynkowego we wzmacniaczu MOSFET 70W IRFP240/IRFP9240 – jak wykonać?
  • REKLAMA
  • #2 10912462
    Dar.El
    Poziom 41  
    Posty: 5450
    Pomógł: 750
    Ocena: 888
    Witam
    Dodaj układ stabilizacji prądu spoczynkowego, możesz próbować od samych diod, przez tranzystor bipolarny a na mosfecie kończąc, muszą być zamocowane na radiatorze. Bądź ostrożny, najpierw ustal napięcie a potem podłączaj tranzystory mocy.
  • #3 10912697
    jarek_lnx
    Poziom 43  
    Posty: 22549
    Pomógł: 4165
    Ocena: 6032
    Z charakterystyk tych tranzystorów można oszacować, że w zakresie 25-150°C napięcie polaryzujące bramki powinno spaść o 1,5V, dla zachowania stałego prądu, czyli (upraszczając że jest liniowo) -12mV/°C.
    Więc dał bym tranzystor, w układzie mnożnika Ube, przykręcony do radiatora, pracujący z napięciem ok 4,2V, szeregowo z R3. A następnie wyregulował prąd spoczynkowy, kręcąc R3.
    Jeśli nadal by znacząco "płynął" z temperaturą, to zmieniaj proporcje.

    Uważaj, żeby nie spalić tranzystorów, tą regulacją prądu spoczynkowego.
  • #4 10913022
    szod
    Poziom 33  
    Posty: 1663
    Pomógł: 215
    Ocena: 120
    O spalenie tranzystorów się nie martwię, bo mam ograniczenie prądowe w zasilaczu. Stabilizację zrobiłem na BUZ11, suwak potencjometru do bramki, a po obu stronach potencjometru dodane rezystory. Po ustawieniu 100mA na zimnym radiatorze, po jego rozgrzaniu tym razem prąd spadł do ok. 85 - 90mA. Oczywiście podczas pracy radiator będzie miał wyższą temperaturę i nie wiadomo do ilu prąd zejdzie. Nie wiem czy jest sens walczyć dalej o lepszą stabilizację. Może po prostu dokręcić dodatkowy radiator, albo zmniejszyć prąd spoczynkowy. Ale co z tego wyjdzie okaże się dopiero na próbach z głośnikiem. Choć z drugiej strony jak zmniejszę to po rozgrzaniu jeszcze trochę spadnie w obecnym układzie.

    Po zwiększeniu wartości rezystora R2 dwukrotnie uzyskałem pełną moc przy ok 0,8V na wejściu.

    Dodam, że na schemacie jest błąd i tranzystor T5 powinien być typu PNP i podłączony emiterem do rezystora 2k7.
  • #5 10913466
    fuutro
    Poziom 43  
    Posty: 9921
    Pomógł: 1450
    Ocena: 835
    Zmierz prąd ogrzewając radiator suszarką lub opalarką, tylko ostrożnie z tą drugą ;)

    Zabawa z regulacją wzmocnienia tutaj niczym praktycznie nie różni się od prostej aplikacji na wzmacniaczu operacyjnym, jeśli podano czułość 0,6V to policz stosunek R2/R1 przy jakim dostaniesz max sygnał na wyjściu. Tutaj wzmocnienie to Ku=(R2/R1)+1 a wiec 34V/V co przełoży się na 20V ale mowa o wartości skutecznej, amplituda to dobre 28V. W tym układzie nie uda Ci się zbliżyć napięciem wyjściowym bardzo blisko zasilającego, gdyż nie ma skąd wziąć dość wysokiego napięcia do sterowania MOSFETami.
  • REKLAMA
  • #6 10915775
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Posty: 48844
    Pomógł: 3198
    Ocena: 4188
    Tranzystor T5 jest źle narysowany - powinien być kolektorem do dołu!
    Trochę nie rozumiem, na jakiej zasadzie tam w ogóle jest prąd spoczynkowy:
    przez potencjometr R3 = 250R płynie niecałe 15mA, więc napięcie polaryzacji
    bramek MOSFET-ów jest po niecałe 2V - one cokolwiek wtedy przewodzą?
  • #7 10918014
    szod
    Poziom 33  
    Posty: 1663
    Pomógł: 215
    Ocena: 120
    No to wyjaśnia te 0,6V. Ja miałem max na wyjściu przy wejściowej amplitudzie międzyszczytowej 1,6V, co daje skutecznego właśnie 0,6V. Radiator jest dość gorący, na moje oko ok. 60°C. Przy próbach mocy napięcie mi przysiadało do ok. 40V i wtedy uzyskiwałem na 4Ω trochę ponad 50V amplitudy międzyszczytowo bez zniekształceń, co się przekłada na prawie 18V napięcia skutecznego, czyli niecałe 80W mocy wyjściowej. Przy mocnym zasilaczu moc jeszcze wzrośnie, bo napięcie nie "kucnie" sobie tak łatwo. Opalarki nie mam, a suszarka daje podobną temperaturę jak nagrzany radiator. Generalnie mam pomysł, żeby tranzystor stabilizujący odsunąć od radiatora żeby mniej ciepła odbierał. Tyle że w takiej sytuacji całość może być bardziej podatna na ruchy powietrza i chyba będzie mniej stabilna przy różnych temperaturach zewnętrznych ze względu na słaby styk radiatora z tranzystorem.

    _jta_ napisał:
    Tranzystor T5 jest źle narysowany - powinien być kolektorem do dołu!

    Zdaje się że nie czytałeś całego tematu. Nie tylko kolektorem w dół, ale tez typ PNP powinien być.

    _jta_ napisał:
    Trochę nie rozumiem, na jakiej zasadzie tam w ogóle jest prąd spoczynkowy:
    przez potencjometr R3 = 250R płynie niecałe 15mA, więc napięcie polaryzacji
    bramek MOSFET-ów jest po niecałe 2V - one cokolwiek wtedy przewodzą?

    Znajdź pdf-a do tego typu tranzystorów co są tam zastosowane i zobacz przy jakim napięciu Ugs zaczynają się otwierać. Dlatego jak pisałem byłem zmuszony dodać rezystor żeby ustawić prąd w tranzystorach które zastosowałem.
  • REKLAMA
  • #9 10949220
    przemekbary
    Poziom 16  
    Posty: 102
    Pomógł: 19
    Ocena: 7
    Witam
    Od razu się przyznam, ze tylko pobieżnie przejrzałem temat.
    1) Co myślicie o pomyśle zastosowania czujnika prądowego w obwodzie drenu T12?
    2) Czujnik składałby się z tranzystora NPN i rezystora, który po otwarciu "podkradałby" prąd z kolektora T8, przez co zmniejszałby napięcie polaryzacji tranzystorów T11 i T12 a więc spoczynkowy prąd płynący przez T11 i T12?
  • #10 10949334
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Posty: 48844
    Pomógł: 3198
    Ocena: 4188
    Problem w tym, że oprócz prądu spoczynkowego przez ten tranzystor płynie dużo większy prąd podczas pracy.
    A na dodatek tranzystor NPN, jakby "poczuł" zwiększony prąd T12 i wtedy zaczął przewodzić, spowodowałby
    _wzrost_ tego prądu - byłoby to dodatnie sprzężenie zwrotne, powodujące dalszy wzrost prądu T12...
  • REKLAMA
  • #11 10949356
    przemekbary
    Poziom 16  
    Posty: 102
    Pomógł: 19
    Ocena: 7
    Jednak jest to składowa zmienna? Dlatego na rezystorze od czujnika prądu trzeba dać kondensator, który powoduje obejście rezystancji przez składową zmienną.
    W ten sposób, stabilizacja prądu nie będzie dotyczyła składowej zmiennej a składowej stałej, czyli prądu spoczynkowego?

    Dodano po 22 [minuty]:

    Kolego _jta_ - masz rację. Przemyślałem sprawę. Prąd w drenach tranzystorów ma charakter asymetryczny, dlatego jego wartość średnia będzie różna od zera. W takm przypadku zaproponowany układ zadziałałby jak ARW. Dzięki za uświadomienie
  • #13 10949666
    przemekbary
    Poziom 16  
    Posty: 102
    Pomógł: 19
    Ocena: 7
    Ok. Mój układ już działa dobrze. Zastosowałem tranzystor bipolarny do kompensacji temp.

    Polecam artykuł o wsp. temperaturowym MOSFETow - zawsze myślałem, że mają dodatni wsp. temperaturowy.
    http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/AND8199-D.PDF

    Jeszcze raz dzięki _jta_ za uświadomienie.
  • #14 11624187
    szod
    Poziom 33  
    Posty: 1663
    Pomógł: 215
    Ocena: 120
    W końcu ukończyłem ten wzmacniacz i przetestowałem prąd. Przy prądzie spoczynkowym 80mA po podgrzaniu radiatora do ok. 100°C spada do 50mA. Więc nie jest źle. Problem pojawił się gdzie indziej. Po podłączeniu przedwzmacniacza gitarowego Janka całość dość głośno szumi. Schemat kanału czystego jest w pierwszym poście tutaj. Wzmacniacz i przedwzmacniacz mają swoje oddzielne zasilacze, więc problemy z masą odpadają. Przedwzmacniacz zasilany przez stabilizator 7818. Wzbudzenie też odpada, nic nie widać na oscyloskopie oprócz szumu. Sam wzmacniacz nie szumi, jest cicho. Po podłączeniu przedwzmacniacza jest szum, i to na potencjometrze głośności skręconym na zero. Dodam że wszystko działa, ale szum przy zerowej głośności jest irytujący, zwłaszcza że przedwzmacniacz jest ponoć bardzo mało szumiący. Czyżby niedopasowanie rezystancji wyjściowej przedwzmacniacza z rezystancją wejściową końcówki mocy? Może jakiś problem z końcówką? Na próbę dodawałem równolegle do sygnału rezystor 100Ω i było znacznie lepiej, ale siła sygnału oczywiście spadła na łeb.
  • #15 11628027
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #16 11628668
    szod
    Poziom 33  
    Posty: 1663
    Pomógł: 215
    Ocena: 120
    Zmniejszyłem czułość końcówki (33k na 8k2) i szum się zmniejszył, ale nadal jest. Coś mnie tknęło i podłączyłem oscyloskop do sygnału wejściowego w końcówce. No i kurde widać jakiś przebieg na poziomie pojedynczych mV. Mierzę na głośniku i JEST - zasuwa piękne 5V na 2,5MHz. Jak ja to przegapiłem, przecież sprawdzałem? :o Wzbudza się końcówka mocy, przebieg jest na głośniku nawet przy odłączonym przedwzmacniaczu. No to jest problem... Gdzie szukać przyczyny?

    -Edit-
    Po zamianie wzmocnienia na większe (33k) wzbudzenie zniknęło i nie ma nic na głośniku, ale problem z szumem pozostał. Na przewodzie sygnałowym jest bardzo słaby przebieg o znacznie wyższej częstotliwości niż 2,5MHz i o bardzo małej amplitudzie na poziomie kilku mV. Po podłączeniu do końcówki ginie. Przedwzmacniacz zbudowany na BC550, a przy stabilizatorze są wymagane kondensatory, tuż koło wyprowadzeń. Potencjometr głośności jest przed ostatnim stopniem wzmacniającym. Jak już pisałem jest szum przy ustawieniu go na zero. Jakiś problem z tym ostatnim stopniem?
  • #17 11630150
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #18 11630263
    szod
    Poziom 33  
    Posty: 1663
    Pomógł: 215
    Ocena: 120
    Schemat można powiększyć. Nic chyba nie sknociłem. Dziwne trochę, ale to szumi stabilizator, jak Niagara. Odłączyłem go, podpiąłem drugi zewnętrzny zasilacz i to samo. Dopiero podłączenie baterii rozwiązało problem. Na próbę wywaliłem stabilizator i wstawiłem rezystor z kondensatorem. Trochę buczało, ale wylutowanie elektrolita od strony wejściowej stabilizatora rozwiązało problem. W głośniku błoga cisza... Wręcz myślałem że się coś oderwało. Niezły numer, stabilizator przegrał z rezystorem i kondensatorem na całej linii. Spróbuję to złożyć w kupę i zobaczyć jak się zachowa ostatecznie, bo teraz układ jest bez ekranu i łapie zakłócenia.

    Teraz pewnie trzeba będzie kombinować to samo z przesterem, bo tam też siedzi stabilizator i też szumi.

    Co do końcówki mocy to fakt, nie mam z nimi doświadczenia. Ale będę musiał pokombinować zmniejszenie wzmocnienia bo obecne jest za duże. Albo mi się uda bezpośrednio, albo dam dzielnik na wejściu. Co do R3, to regulację prądu spoczynkowego mam nieco inaczej rozwiązaną. Pisałem wcześniej o tym. Tylko nie wiem co na to adwokat i jak to się ma do Twojego rozwiązania problemu ;)
  • #19 11630633
    _jta_
    Specjalista elektronik
    Posty: 48844
    Pomógł: 3198
    Ocena: 4188
    Co do tego wzbudzenia, to moim zdaniem między emiterem, a bazą
    BD140 na górze Koncowka_do_60W.png powinien być kondensator
    1nF ceramiczny - inaczej taki układ ma skłonność do wzbudzania się.

    Wypisałem poniżej większość załączników z tamtego tematu, pomijając
    tylko (i to nie wszystkie) te, które nie są warte oglądania, i podając linki.
    Przyda się, żeby dokładniej określać, o co chodzi, i żeby sprawdzać, czy
    jakiś projekt nie był poprawiany, bo ktoś zauważył błąd - autor tematu
    chyba parę razy dał komuś 100 punktów za znalezienie błędu...
    Te, które były jako DOC (moim zdaniem wyjątkowo nieodpowiedni format
    do schematów, ale może autor inaczej nie umiał), podaję tu jako obrazki.
    Wszystko, co nie było na samym początku, ma zakodowaną datę dodaną
    do nazwy (format rrrrmdd, gdzie 'm' jest od 'a'..'l' = styczeń..grudzień).


    Stabilizacja prądu spoczynkowego we wzmacniaczu MOSFET 70W IRFP240/IRFP9240 – jak wykonać?
    #1: Schemat_przesteru.png = Schemat przesteru.doc

    Stabilizacja prądu spoczynkowego we wzmacniaczu MOSFET 70W IRFP240/IRFP9240 – jak wykonać?
    #1: Przedwzmacniacz_kanal_czysty.png = Przedwzmacniacz kanał czysty.doc

    Stabilizacja prądu spoczynkowego we wzmacniaczu MOSFET 70W IRFP240/IRFP9240 – jak wykonać?
    #1: Koncowka_do_60W.png = Końcówka do 60W.doc

    Stabilizacja prądu spoczynkowego we wzmacniaczu MOSFET 70W IRFP240/IRFP9240 – jak wykonać?
    #1: Przester.png = Przester.doc

    Stabilizacja prądu spoczynkowego we wzmacniaczu MOSFET 70W IRFP240/IRFP9240 – jak wykonać?
    #3: Orginal2004l14.png = Orginał2004l14.doc

    Stabilizacja prądu spoczynkowego we wzmacniaczu MOSFET 70W IRFP240/IRFP9240 – jak wykonać?
    #7: Plytka_przesteru2004l19.png = Płytka przesteru2004l19.doc

    Stabilizacja prądu spoczynkowego we wzmacniaczu MOSFET 70W IRFP240/IRFP9240 – jak wykonać?
    #44: Przedwzmacniacz2005a24.png = Przedwzmacniacz2005a24.doc

    Stabilizacja prądu spoczynkowego we wzmacniaczu MOSFET 70W IRFP240/IRFP9240 – jak wykonać?
    #56: Przedwzmacniacz2005a27.png = Przedwzmacniacz2005a27.doc

    #109: przedwzmacniacz.jpg - płytka

    #112: Frontman 15g.pdf - na tym Janek się wzorował robiąc przester

    #129: koncowka.JPG - płytka

    #136: Plytka_przesteru2005c06.png = Płytka przesteru2005c06.doc = #7

    Stabilizacja prądu spoczynkowego we wzmacniaczu MOSFET 70W IRFP240/IRFP9240 – jak wykonać?
    #136: Schemat_przestera2005c06.png = Schemat przestera2005c06.doc

    #140: przester1.jpg - płytka?

    #154: przester.gif - schemat, coś prymitywnego

    Stabilizacja prądu spoczynkowego we wzmacniaczu MOSFET 70W IRFP240/IRFP9240 – jak wykonać?
    #163: Koncowka_do_piecyka_100W2005c11.png = Końcówka do piecyka 100W2005c11.doc

    Stabilizacja prądu spoczynkowego we wzmacniaczu MOSFET 70W IRFP240/IRFP9240 – jak wykonać?
    #172: schemat_Koncowka_1_2005c12.png = schemat Końcówka 1_2005c12.doc
    "Zmodyfikowałem trochę szchemat montażowy płytki do wzmacniacza 100 w (z tej strony)"

    #205: Koncowka do 60 W2005c18.JPG

    #223: PREAMP OVERDRIVE.rar

    #241: czysty.zip

    Stabilizacja prądu spoczynkowego we wzmacniaczu MOSFET 70W IRFP240/IRFP9240 – jak wykonać?
    #272: Generator1kHz2012d18.png = Generator 1kHz2012d18.doc

    #273: preamp.GIF - widok płytki z Protela

    #321: ne078część.gif - część schematu NE078, 2030 + BDX53C/54C

    #325: zdjecie.jpg

    Stabilizacja prądu spoczynkowego we wzmacniaczu MOSFET 70W IRFP240/IRFP9240 – jak wykonać?
    #329: Filtr2005e19.png = Filtr2005e19.doc

    #380: schemat przesteru.JPG

    #389: płytki.rar

    #404: ZEKJ0550.jpg - zasilacz symetryczny

    #413: Przedwzmacniacz mikrofonowy.rar

    #420: piecyk.JPG - zdjęcie

    #466: płytka do końcówki100wat.rar
  • #20 11632094
    szod
    Poziom 33  
    Posty: 1663
    Pomógł: 215
    Ocena: 120
    _jta_ napisał:
    Co do tego wzbudzenia, to moim zdaniem między emiterem, a bazą
    BD140 na górze Koncowka_do_60W.png powinien być kondensator
    1nF ceramiczny - inaczej taki układ ma skłonność do wzbudzania się.

    Ja stosuję tytułowy wzmacniacz z pierwszego postu, na MOSFET-ach.

    Złożyłem całość i jest super. Brak jakichkolwiek dźwięków na minimalnej głośności. Jest czysto. Przester też zmodyfikowałem. Stabilizator 7818 wywaliłem i dałem rezystor z kondensatorem. Po tym zabiegu po odkręceniu głośności pojawiał się ostry szum i przy maksymalnych ustawieniach potencjometrów lekki gwizd. Wywaliłem więc drugi stabilizator 7815 i zwarłem wejście z wyjściem na płytce. W efekcie wzmacniacze i stopień wyjściowy są zasilanie jednym napięciem 18V. Pomogło. Ostry szum i pisk zginęły. Stabilizator ujemy 7915 zostawiłem. W efekcie przeróbek przester też nie szumi przy potencjometrze ustawionym na minimum i ogólnie lepiej się spisuje. Jak widać stabilizatory jakoś specjalnie się do tego typu układów nie nadają. No chyba że ja trafiłem wyjątkowo felerne. Ale to mało prawdopodobne, bo jak pisałem podłączałem zasilacz zewnętrzny robiony wiele lat temu też na 78XX i też szumiało.

    Tak więc polecam przeróbkę tych układów jeśli są zrobione na stabilizatorach 78XX choćby na próbę w celu porównania.

    Teraz tylko regulacja czułości końcówki mocy i finał :)

Podsumowanie tematu

✨ Użytkownik zbudował wzmacniacz mocy na tranzystorach MOSFET IRFP240 i IRFP9240, jednak napotkał problem z niestabilnym prądem spoczynkowym, który wynosił 30mA po włączeniu, a po nagrzaniu radiatora wzrastał do 100mA, a nawet 140mA przy obciążeniu. W odpowiedziach zasugerowano różne metody stabilizacji prądu spoczynkowego, w tym zastosowanie tranzystora bipolarnego lub MOSFET-a w układzie stabilizacji. Użytkownik wprowadził zmiany, dodając tranzystor BUZ11 do stabilizacji, co poprawiło sytuację, ale nadal występowały problemy z szumem po podłączeniu przedwzmacniacza. Po dalszych modyfikacjach, w tym usunięciu stabilizatorów 78XX, uzyskano lepszą jakość dźwięku, eliminując szumy. Użytkownik zauważył, że stabilizatory mogą wprowadzać zakłócenia w układzie.
Wygenerowane przez model językowy.
REKLAMA