Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Computer ControlsComputer Controls
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Końcówka mocy UKey V3 by Zbig V2.0

UKey 07 Lut 2014 16:31 14889 23
  • Końcówka mocy UKey V3 by Zbig V2.0
    Witam, dziś chciałem zaprezentować budowaną przeze mnie, bez pośpiechu i z przerwami około dwóch lat końcówkę mocy dual mono.
    Obudowa:
    Została najpierw przeze mnie zamodelowana - trójwymiarowy model umożliwia pozbycie się w trakcie procesu składania wszystkiego w całość różnych niespodzianek, kolizji części, podzespołów a jednocześnie maksymalnie wykorzystać dostępne miejsce. Składa się ze szkieletu - stalowej spawanej ramy w kształcie prostopadłościanu z profili kwadratowych o przekroju 20x20x2. Rama, w stosunku do reszty ścianek i radiatorów została wykonana w tolerancji -2mm - celowo nie była spawana na dokładny wymiar - wiąże się to z późniejszą możliwością kompensacji wymiarowej niedociągnięć spawalniczych i montażowych - wiadomo - warunki amatorskie - ograniczone oprzyrządowanie - mimo że ramę spawał zawodowy spawalnik automatem półspawalniczym. Pospawana rana w kolejnych operacjach została wyposażona w otwory do mocowania innych części obudowy oraz w nitonakrętki do mocowania frontu, tylnej i górnej blachy obudowy oraz na końcu pomalowana na czarno.
    Taki szkielet umożliwia stworzenie bardzo solidnej i wytrzymałej obudowy oraz - przy okazji - dość ciężkiej.
    Jak widać na zdjęciach, boczne części obudowy to jednocześnie radiatory o długości 300mm. W zasadzie projektowanie obudowy rozpocząłem od radiatorów - wybrałem po prostu te które są dostępne w hucie w Kętach i podejdą do tej konstrukcji jeżeli chodzi o moc strat końcówki. Radiatory został frezowane na wymiar 300 mm oraz nawiercone - zawierają otwory montażowe do ramy, do mocowania tranzystorów mocy, diod prostowniczych zasilacza oraz płytek drukowanych - te zostały zamocowane równolegle do powierzchni radiatora poprzez stalowe tulejki gwintowane 5mm. Takie rozwiązanie umożliwia zaoszczędzenie sporej ilości miejsca. Radiatory zostały pomalowane proszkowo na czarno (wiadomo - oprócz powierzchni do mocowania płytki i elementów mocy). Polecam ten sposób bo zastanawiałem się nad anodowaniem - cena jaką mi zaśpiewali to ok 250zł za sztukę, poza tym anodowanie wymaga bardzo dokładnie przygotowanej powierzchni przed co może być utrudnione w warunkach amatorskich a przy źle przygotowanej powierzchni efekt końcowy może rozczarować. Co innego malowanie proszkowe - pokrywa wszystkie skazy powierzchni (oczywiście w rozsądnych granicach) i podwyższa dodatkowo odporność na rysy i drobne uszkodzenia mechaniczne. Zdaję sobie sprawę że mogą pojawić się głosy o "przysłonięciu radiatora czarnym kocem" ale z kolei pokrycie ale czarnym kolorem poprawia emisje ciepła. W moim projekcie radiatory są znacząco większe niż potrzebne no i całe na zewnątrz obudowy.
    Blacha spodnia, górna i tylnia obudowy to 3mm blacha aluminiowa. Blachy zostały wycięte water jetem z przygotowanych przeze mnie dxf'ów. Na Śląsku robi to firma Aquadem - tną wszystko - minimalne zamówienie to 50zł. Blachy również zostały pomalowane proszkowo.
    Blacha tylnia posiada otwory dodatkowe "fasolki" poprawiające wentylację transformatorów.
    Blacha górna, również ma wentylację oraz wycięty owalny kształt na którym zamocowana jest szyba w bursztynowym odcieniu.
    Otwory wentylacyjne od wewnątrz mają przyklejoną flizelinę - bardzo cienki, przepuszczalny materiał w kolorze grafitowym - umożliwia to przepływ powietrza z jednocześnie ogranicza przenikanie kurzu do wewnątrz urządzenia. Paski z flizeliny zostały przyklejone do obudowy dwustronną taśmą montażową.
    Front to 10mm grubości bracha aluminiowa. Została najpierw przycięta waterjetem, następnie wszystkie płaszczyzny były piaskowane - umożliwia to otrzymanie jednolitej chropowatej powierzchni. W celu zabezpieczenia takiej powierzchni element został poddany anodowaniu. "Logo" zostało przeze mnie zaprojektowane i wysłane również jako dxf do wykonania na ploterze laserowym w firmie zajmującej się projektowanie reklam itp. \poszczególne części obudowy są skręcone śrubami nierdzewnymi M3/M4/M5 imbusowymi lub stożkowymi z gniazdem imbusowym. Cała obudowa spoczywa na czarnych kolcach. Masę wzmacniacza szacuje na ok 25Kg. (Sama rama i trafa ważą ok 12kG)

    Zasilacz:
    Składa się z układu soft start - kupiony na allegro - w wersji z zabezpieczeniem termicznym który został dozbrojony o kondensator przeciwzakłóceniowy i odgromnik. Został on zamocowany równolegle do tylnej ścianki obudowy - tam też znajduje się wyłącznik sieciowy. Dwa transformatory po 400VA 2x38V i 22V w wersji audio (od toroidów) zasilają przez dyskretne mostki prostownicze na "zwykłych"(BYT-86-600, na radiatorze końcówki) diodach prostowniczych po 6 kondensatorów 6800uF 63V KG(M) Nichicon'a na kanał + kondensatory 100nF dla każdego elektrolita. Wszystko podpięte do sieci za pomocą pancernego przewodu sieciowego :) (zamówiłem ostatnie 2m w akkusie) Obudowa jest połączona z bolcem uziemiającym gniazda zasilającego oraz ekranami transformatorów. Zaekranowałem również wiązki kablowe od transformatorów taśmą miedzianą. Ekrany również są uziemione. Masa elektryczna jest oddzielona od uziemienia. Wydajność zasilacza/samych transformatorów jest przedstawiona na wykresach.

    Końcówki mocy:
    To układy wg schematu Zbig'a wersja 2.0. Płytkę zaprojektowałem sam. W stopniu końcowym pracują Toshiby 2sk1530 i 2sj201. Zastosowałem też tranzystory MJE340/350 oraz 2n2240, rezystory metalizowane, kondensatory Panasonic FC. Na wejściu jest 1uF MKP-QS Audyn Cap'a. Moc wyjściowa dla sinusa 1kHz bez widocznych zniekształceń to 120W rms na 8ohm i 210W rms na 4ohm. Reszta parametrów zapewne zbliżona do tych zmierzonych przez Zbiga. Prąd spoczynkowy ustawiłem na 300mA. Nie bawiąc się w pół-środki zainwestowałem w ceramiczne podkładki izolacyjne dla tranzystorów mocy.

    Zabezpieczenie:
    Tu zastosowałem układ upc1237 na osobnej płytce drukowanej. Na pokładzie opóźnione załączenie głośników, szybkie odłączenie, zabezpieczenie przeciwzwarciowe (sprawdzone) oraz termiczne (80 stopni). Stan pracy zabezpieczenia sygnalizują dwie białe diody z bimetalem które zostały umieszczone na górnej płycie obudowy.

    Układ podświetlania:
    Jako że obudowa od góry ma wycięty owal i szybę postanowiłem trochę doświetlić jej wnętrze. Skonstruowałem prosty układzik z termistorem który został umieszczony blisko tranzystorów wyjściowych. Płytki zostały umieszczone zaraz pod pokrywą obudowy nad końcówkami mocy i są podłużne. Zawierają pary diod - niebieską i czerwoną. Po załączeniu wzmacniacza obudowa od wewnątrz podświetlana jest na niebiesko z upływem czasu lub przy głośniejszym odsłuchu kolor powoli zmienia się na fioletowy by na końcu stać się całkiem czerwony. Efekt jest ciekawy. Układy są zasilane z dodatkowego uzwojenia transformatorów i mają na pokładzie małe zasilacze.

    Brzmienie:

    Niewiele mogę jeszcze opisać - poza tym teraz odsłuchuję tylko z kompa więc jakość źródła pozostawia wiele do życzenia. Wzmacniacz działa z Missionami M35i. Na pierwszy rzut ucha :) słychać poprawną równowagę tonalną i dobrze kontrolowany bas. Brzmienie nie jest ostre co często zdarza się w przypadku wzmacniaczy tranzystorowych, raczej bardzo neutralne. Jak więcej posłucham i na "normalnym" źródle napisze coś więcej. W każdym razie jestem w 100% zadowolony.

    Plany:
    Ponieważ zostało mi jeszcze trochę miejsca w obudowie (zaraz za przednią płytą) w czasie montażu wzmacniacza przyszła mi myśl żeby doposażyć go w część cyfrową - wydłużyłoby to jedna, i tak już dość długi proces składania więc zostawiłem te plany na przyszłość. Być może zamiast obecnego logo z niebieską kontrolką zasilania wpakuje tam graficzny wyświetlacz lcd i jakąś Atmege16. Na wyświetlaczu można by wyświetlać logo, pokazywać chwilową moc oddawaną do obciążenia oraz temperaturę radiatorów - pożyjemy - zobaczymy :)



    Końcówka mocy UKey V3 by Zbig V2.0 Końcówka mocy UKey V3 by Zbig V2.0 Końcówka mocy UKey V3 by Zbig V2.0 Końcówka mocy UKey V3 by Zbig V2.0 Końcówka mocy UKey V3 by Zbig V2.0 Końcówka mocy UKey V3 by Zbig V2.0 Końcówka mocy UKey V3 by Zbig V2.0 Końcówka mocy UKey V3 by Zbig V2.0 Końcówka mocy UKey V3 by Zbig V2.0 Końcówka mocy UKey V3 by Zbig V2.0 Końcówka mocy UKey V3 by Zbig V2.0 Końcówka mocy UKey V3 by Zbig V2.0 Końcówka mocy UKey V3 by Zbig V2.0 Końcówka mocy UKey V3 by Zbig V2.0 Końcówka mocy UKey V3 by Zbig V2.0 Końcówka mocy UKey V3 by Zbig V2.0 Końcówka mocy UKey V3 by Zbig V2.0 Końcówka mocy UKey V3 by Zbig V2.0 Końcówka mocy UKey V3 by Zbig V2.0 Końcówka mocy UKey V3 by Zbig V2.0 Końcówka mocy UKey V3 by Zbig V2.0 Końcówka mocy UKey V3 by Zbig V2.0 Końcówka mocy UKey V3 by Zbig V2.0 Końcówka mocy UKey V3 by Zbig V2.0 Końcówka mocy UKey V3 by Zbig V2.0 Końcówka mocy UKey V3 by Zbig V2.0 Końcówka mocy UKey V3 by Zbig V2.0

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    UKey
    Poziom 14  
    Offline 
    Specjalizuje się w: audio
    UKey napisał 179 postów o ocenie 42, pomógł 14 razy. Mieszka w mieście Jaworzno. Jest z nami od 2005 roku.
  • Computer ControlsComputer Controls
  • #2
    Kropek007
    Poziom 12  
    Ogrom pracy włożony w projekt.. Pełen szacunek z mojej strony!
  • #3
    Thunderacer
    Poziom 16  
    UKey napisał:
    kłada się z układu soft start - kupiony na allegro - w wersji z zabezpieczeniem termicznym który został dozbrojony o kondensator przeciwzakłóceniowy i odgromnik.


    Masz na myśli warystor?

    Takie przylutowanie drutu do ścieżek w zasilaczu na niewiele się zdaje.
  • Computer ControlsComputer Controls
  • #4
    robert1
    Poziom 16  
    Wspólny transformator i już koncepcja DUAL MONO poszła do piachu. Kondensatorów w zasilaczu o wiele za dużo, ale to chyba ostatnio norma. Z diodami w prostowniku też lekka przesada.
  • #5
    Thunderacer
    Poziom 16  
    robert1 napisał:
    Wspólny transformator i już koncepcja DUAL MONO poszła do piachu ..........


    UKey napisał:
    Dwa transformatory po 400VA 2x38V i 22V
  • #6
    robert1
    Poziom 16  
    Thunderacer napisał:
    robert1 napisał:
    Wspólny transformator i już koncepcja DUAL MONO poszła do piachu ..........


    UKey napisał:
    Dwa transformatory po 400VA 2x38V i 22V


    No jakoś na zdjęciach tego nie widzę.............


    WIELKIE Przepraszam !!! JUŻ widze ! Oba trafa skręcone jedną śrubą ! Dla dual mono END CLASSE to nie do przyjęcia ...........taki żart .....

    W koncach mocy dual mono się stosuje ekrany pomiędzy końcówkami a nie wszystko na jednej płytce............tez lekki żart ......ale tak robią.
  • #7
    Thunderacer
    Poziom 16  
    robert1 napisał:
    No jakoś na zdjęciach tego nie widzę.............



    Pierwsze i drugie zdjęcie. Transformatory są jeden nad drugim. Można się przyczepić do kilku rzeczy w tym wzmacniaczu, ale transformatory akurat ma dwa.
  • #8
    Playergt
    Poziom 10  
    mam prośbę do autora o pokazanie zdjęć w pełni zmontowanego sprzętu :) tzn np jak stoi na półce pozdrawiam :)
  • #9
    E.L.O.
    Poziom 28  
    - Radiatory są duże i piękne ale ich położenie poziomowe pogarsza efektywność chłodzenia.
    - Dlaczego nóżki diod TFK (zdjęcie nr 14) są wygięte przy samej obudowie? Tak się nie robi.
  • #10
    UKey
    Poziom 14  
    Cytat:
    Masz na myśli warystor?

    Tak jest.

    Cytat:
    Takie przylutowanie drutu do ścieżek w zasilaczu na niewiele się zdaje.
    Zwiększa przekrój ścieżki - zmniejsza rezystancję wewnętrzną zasilacza - mniejszy spadek napięcia pod obciążeniem.

    Cytat:
    Kondensatorów w zasilaczu o wiele za dużo, ale to chyba ostatnio norma.
    Odnośnie pojemności kondensatorów w zasilaczach (a zwłaszcza wzmacniaczy mocy) można politykować wiele godzin - to kwestia podejścia od strony fizyki/elektrotechniki lub Voodoo Audio... zastosowałem rozwiązanie kompromisowe - umiarkowana pojemność/przesunięcia fazowe/uruchamianie takiej baterii/tętnienia/rezystancja wyjściowa/koszty/rozmiary itp
    Cytat:
    Z diodami w prostowniku też lekka przesada.
    Średni prąd BYT-86-600 to 8A wg noty katalogowej (25A w piku). Przy mocy wyjściowej 200W rms na 4ohm prąd w piku to ponad 10A. Mostków nie stosuje. Zapas duży, przy jakimś mega zwarciu wole wymienić bezpiecznik niż to wszystko rozbierać.
    Cytat:

    mam prośbę do autora o pokazanie zdjęć w pełni zmontowanego sprzętu Smile tzn np jak stoi na półce pozdrawiam Smile
    Pomyślimy :)


    Cytat:
    - Radiatory są duże i piękne ale ich położenie poziomowe pogarsza efektywność chłodzenia.
    - Dlaczego nóżki diod TFK (zdjęcie nr 14) są wygięte przy samej obudowie? Tak się nie robi.


    Typ radiatora jest w zasadzie dobrany pod to co można dostać u nas na rynku lokalnym (w Kętach). Ciężko dostać radiator o takich wymiarach z użebrowaniem "pionowym". Wielkość takiego radiatora pozwala zejść z rezystancją termiczną poniżej 1C/W co jest wystarczające żeby bez problemu rozproszyć całe ciepło produkowane :) we wzmacniaczu. Dodatkowo cały profil jest na zewnątrz. Czarny kolor również poprawia emisję.

    Co do diod. Wszystkie elementy przykręcone do radiatora łby śrub mają "na zewnątrz" obudowy - zachowanie estetyki. Nierdzewna śruba M3x10 z łbem imbusowym jest za krótka, śrubę na 12mm ciężko dostać więc została 15stka... której kawałek wystaje ponad wkładkę radiatorową diody,zmusiło mnie to do wygięcia nóżek tuż przy samych obudowach żeby móc je przylutować do PCB.
  • #11
    thereminator
    Warunkowo odblokowany
    Czym się różni to "dual mono" od normalnego stereo?
  • #12
    Thunderacer
    Poziom 16  
    thereminator napisał:
    Czym się różni to "dual mono" od normalnego stereo?


    W zamyśle Dual Mono to dwa niezależne wzmacniacze (dla każdego kanału) mające punkt wspólny w postaci masy na wejściu. Zasadniczo, to wzmacniacz Dual Mono jest stereofoniczny, ale nie każdy stereofoniczny jest w układzie DualMono.

    UKey napisał:
    Zwiększa przekrój ścieżki


    Nieprawda, ścieżka ma taki sam przekrój. Przylutowanie kawałka drutu, szczególnie w taki sposób jak to zrobiłeś niewiele zmieni.

    UKey napisał:
    umiarkowana pojemność/przesunięcia fazowe/


    Które przesunięcia fazowe masz na myśli?

    UKey napisał:
    Średni prąd BYT-86-600 to 8A wg noty katalogowej


    Czyli prostownik pełnookresowy na takich diodach będzie pracował poprawnie przy natężeniu 16A.

    UKey napisał:
    Przy mocy wyjściowej 200W rms na 4ohm prąd w piku to ponad 10A


    Przy mocy 200W i impedancji obciążenia 4Ω i zakładanej sprawności wzmacniacza 60% prąd będzie w granicach 9,9 A.
  • #13
    szymon122
    Poziom 38  
    dual mono czyli dwa oddzielne wzmacniacze które nic nie mają do siebie. W Stereo zasilanie masz wspólne z transformatora, wspólna płytka itp. Jeden kanał może działać na drugi.
  • #14
    thereminator
    Warunkowo odblokowany
    Wiem co to dual mono i stereo. Nie zauważyłem, że tam są dwa transformatory sieciowe, stąd moje pytanie.
  • #15
    Rafał 116
    Poziom 17  
    Fajna końcówka. Widać sporo pracy i staranności. Jednak widzę że sporo to musiało kosztować. Mógłbyś podrzucić projekt tego zabezpieczenia na upc?
  • #16
    robert1
    Poziom 16  
    Thunderacer napisał:
    UKey napisał:
    kłada się z układu soft start - kupiony na allegro - w wersji z zabezpieczeniem termicznym który został dozbrojony o kondensator przeciwzakłóceniowy i odgromnik.


    Masz na myśli warystor?

    Takie przylutowanie drutu do ścieżek w zasilaczu na niewiele się zdaje.


    To prawda. Taki sposób montażu drutu do laminatu niewiele daje albo co gorsza wprowadza zakłócenia ! Gdybyś całą długość drutu polutował do miedzi byłoby lepiej co i tak nie prowadzi do super efektywnego zwiększenia przekroju przewodnika, ale pomaga.
  • #17
    UKey
    Poziom 14  
    robert1
    Cytat:
    To prawda. Taki sposób montażu druta do laminatu niewiele daje albo co gorsza wprowadza zakłócenia ! Gdybyś całą długość drutu polutował do miedzi byłoby lepiej co i tak nie prowadzi do super efektywnego zwiększenia przekroju przewodnika, ale pomaga.


    O jakich zakłóceniach mówisz? Stosując helitrim w emiterach wzmacniacz różnicowego w stopniu wejściowym wzmacniacza jestem w stanie zejść na wyjściu poniżej 1mV bez wysterowania. Po przeprowadzonej analizie widma sygnału na wyjściu wzmacniacza ze zwartym do masy wejściem nic oprócz szumu (samych elementów) nie zaobserwowałem...tym bardziej zasilacz musi być "czysty" czy Wasze opinie nt zakłóceń i tego że przylutowanie miedzianego drutu nie zmniejsza (oczywiście bez szaleństw) rezystancji wyjściowej zasilacza są w jakiś sposób zmierzone/zweryfikowane laboratoryjnie/ w praktyce? Czy to tylko polityczna gadka? Pomijam że w tym przypadku na wynik pomiaru tego co jest na wyjściu zależy czy to mierze w budzie czy bez a nie czy z zalutowanym drucikiem czy nie....
  • #18
    Adzik94
    Poziom 16  
    Bardzo ładna i starannie wykonana końcówka. Pogratulować udanego projektu. Czy mógłbym Cię prosić o schemat i wzór PCB układu zabezpieczeń?
  • #19
    Thunderacer
    Poziom 16  
    UKey napisał:
    Stosując helitrim w emiterach wzmacniacz różnicowego w stopniu wejściowym wzmacniacza jestem w stanie zejść na wyjściu poniżej 1mV bez wysterowania. Po przeprowadzonej analizie widma sygnału na wyjściu wzmacniacza ze zwartym do masy wejściem nic oprócz szumu (samych elementów) nie zaobserwowałem...tym bardziej zasilacz musi być "czysty" czy Wasze opinie nt zakłóceń i tego że przylutowanie miedzianego drutu nie zmniejsza (oczywiście bez szaleństw) rezystancji wyjściowej zasilacza są w jakiś sposób zmierzone/zweryfikowane laboratoryjnie/ w praktyce?


    W jaki sposób to mierzyłeś (jakim konkretnie przyrządem) ?
  • #20
    UKey
    Poziom 14  
    Sanwą PC5000a i oscyloskopem.
  • #21
    Thunderacer
    Poziom 16  
    UKey napisał:
    Sanwą PC5000a i oscyloskopem.



    Pytałem, jak dokonałeś pomiarów, o których wspomniałeś:
    UKey napisał:
    Po przeprowadzonej analizie widma sygnału na wyjściu wzmacniacza ze zwartym do masy wejściem nic oprócz szumu (samych elementów) nie zaobserwowałem


    Bo raczej pomiarów szumów własnych elementów nie dokonałeś tą Sanwą i oscyloskopem.
  • #22
    przemo-lukas
    VIP Zasłużony dla elektroda
    Troszkę voodoo koledze się udzieliło ale domyślam się, że działania są zamierzone (trafa, audyn-cap, przewód zasilający, rama itp). No cóż, gorzej nie będzie.

    Czego mi brakuje, czego bym nie zrobił:
    - brak gniazda IEC,
    - brak dostępu do bezpieczników na zewnątrz obudowy,
    - może to i nie "hajendowo" ale pomiędzy modułami końcówki dałbym złączki. Ułatwia to życie przy ewentualnych modyfikacjach / pracach "serwisowych",
    - nie lubię podświetlenia - co nie ma pozytywnego wpływu na jakość brzmienia to w moim odczuciu jest bez sens. ;)

    Można pomyśleć przy okazji dalszych "zabaw" o modzie (MJE340/350 na BF469/470).

    Ale generalnie: sprzęt robi bardzo dobre wrażenie. Kawał solidnego "kloca". Z całą pewnością nie wstydziłbym się trzymać tego w salonie. Gratuluję popełnionej konstrukcji.
  • #23
    Arasssek
    Poziom 10  
    Jak działa u Ciebie to zabezpieczenie przeciwzwarciowe ? może jakiś schemat ? Co do ogółu to robi wrażenie.
  • #24
    UKey
    Poziom 14  
    Schemat zabezpieczenia na upc1237, proponuje zapoznać się z datasheet - bez problemu dostępne w sieci.
    Kilka fotek z meblami. Końcówka mocy UKey V3 by Zbig V2.0 Końcówka mocy UKey V3 by Zbig V2.0 Końcówka mocy UKey V3 by Zbig V2.0 Końcówka mocy UKey V3 by Zbig V2.0