Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Cztery tranzystory KD 502 jak uzyskać 150w RMS?

axdam99 03 Dec 2016 19:19 2688 40
Tespol
  • #1
    axdam99
    Level 14  
    Witam.
    Myślę że dział będzie odpowiedni.

    Da się uzyskać z 4 tranzystorów KD 502 (tesla) moc około 150w RMS ? (im więcej tym lepiej) Kiedyś zbudowałem Kit jabel J 36 i niby powinien mieć 100w. Jak się okazało nie warto było się bawić bo to po prostu złom :| (złe i nie sprawne elementy w zestawie, za małe otwory w płytce itp.) . Mam możliwość sparowania tranzystorów.
    Chciałbym wykorzystać radiatory takie jak w eltronie 100. Po 2 Tranzystory na radiator. Już mam jeden taki i pasuje mi idealnie :D

    Transformator będę dobierał do projektu (a raczej przewijał :D )

    Za pomoc będę bardzo wdzięczny!
    Od razu mówię że chce zbudować sam!
    Już mam 3 końcówki mocy kupne i starczy :D
  • Tespol
  • #2
    jarek_lnx
    Level 43  
    KD502 to tranzystor do 60V i to napięcie stanowi poważne ograniczenie, nie mozna dać zasilania wyższego niż ±30V a z takiego napięcia na 8Ω nie uzyskasz więcej niż 56W.
    Lepszy był by KD503 bo ten wytrzyma do 80V.

    Jeśli masz KD502 to pozostają dwa sposoby zwiększenia mocy >100W
    1. zmniejszenie rezystancji obciążenia <4Ω co trudno zrealizować bez wymiany głośników.
    2. zbudowanie dwukrotnie większej liczby wzmacniaczy i połaczenie ich mostkowo wtedy teoretycznie 200W da sie uzyskać na 8Ω, przy zasilaniu ±30V
  • #3
    axdam99
    Level 14  
    Czekaj chwile! Mam eltrona 100 w którym siedzą KD502. Moc ponad 100w RMS. Po mostku prostowniczym i kondensatorach daje 2x42v bez wysterowania. Myślę że jednak przy 2x55v sa się uzyskać więcej niż 100w na 4ohm.
  • #4
    jarek_lnx
    Level 43  
    Quote:
    Czekaj chwile! Mam eltrona 100 w którym siedzą KD502.
    Moc ponad 100w RMS. Po mostku prostowniczym i kondensatorach daje 2x42v bez wysterowania.
    W takim wzmacniaczu wartość chwilowa napięcia Uce sięga 80V a w katalogu mam informację że to tranzystory na 60V moze były specjalnie selekcjonowane.

    Quote:
    Myślę że jednak przy 2x55v sa się uzyskać więcej niż 100w na 4ohm.
    Zmierz napiecie przebicia swoich tranzystorów to się dowiesz czy wytrzymają 110V, o tych tranzystorach krąży wiele legend i mitów, ale wątpię żeby wytrzymały prawie dwa razy więcej niż katalogowo.
    Teoria mówi że 55V na głośniku 8Ω to 190W w praktyce bedzie mniej bo wzmacniacz w nasyceniu ma jakiś spadek napięcia na tranzystorach, a napiecie na kondensatorach pod obciążeniem przysiada.
  • #5
    _jta_
    Electronics specialist
    Zaraz, głośnik 8Ω, potrzebna moc 150W sinus, to oznacza kwadrat amplitudy napięcia 2*8Ω*150W = 2400 V^2, a więc amplitudę napięcia 49V - w układzie mostkowym nie ma problemu, szczytowy prąd będzie 6.125A, potrzebne napięcie zasilania około 55V, nie trzeba przekraczać dozwolonego przez notę katalogową. Ale to będzie tylko jeden kanał z czterech tranzystorów.

    Dla głośnika 4Ω i mocy 100W potrzebna byłaby amplituda napięcia 28.3V, to jest granica możliwości dla układu single-ended push-pull przy ograniczeniu napięcia na tranzystorach do 60V, potrzebne napięcie zasilania +-31.7V i trzeba by było je stabilizować. Więc robienie wzmacniacza ponad 100W do głośnika 4Ω bez układu mostkowego to spore ryzyko.

    Tranzystory przy sprawdzaniu "na sucho" mogą wytrzymywać napięcia znacznie wyższe, niż katalogowe, ale to nie oznacza, że wytrzymają pracę w rzeczywistym układzie, jak się nagrzeją. A przy przepływie prądu przy dużym napięciu łatwo o drugie przebicie i trzeba sprawdzić dane katalogowe, żeby ustalić, czy tranzystory nadają się do przewidywanych warunków pracy.
  • #6
    jarek_lnx
    Level 43  
    Quote:
    A przy przepływie prądu przy dużym napięciu łatwo o drugie przebicie i trzeba sprawdzić dane katalogowe, żeby ustalić, czy tranzystory nadają się do przewidywanych warunków pracy.

    KD502 to stare tranzystory dawno nie produkowane, zostały jakieś skany czeskich katalogów Tesli ale pełnych danych katalogowych z obszarem bezpiecznej pracy jeszcze nigdy nie spotkałem.

    Choć początkującym wydaje sie że ich ulubiony "kultowy" tranzystor nadaje sie do stworzenia wzmacniacza o bardzo duzej mocy, małym kosztem, rzeczywistość jest taka że chyba nikt nie wie ile naprawdę wytrzymają te tranzystory, co nie znaczy że są to jakieś kosmiczne wartości. Drugie przebicie zachodzie na małej powierzchni struktury i moze uszkodzić tranzystor stosunkowo niewielką mocą, miedziana obudowa i duza powierzchnia struktury nie czynia tranzystora niezniszczalnym, za to od lat rozpalają wyobraźnię amatorów.
  • Tespol
  • #8
    axdam99
    Level 14  
    Mam parynaście KD 502 i nie chce kupować kolejnych...
  • #9
    trymer01
    VIP Meritorious for electroda.pl
    @_jta_ - całkowita racja z napięciami i Pwy, ja dodam że z tranzystorów o Ucemax=60V (KD502, 2N3055) można bezpiecznie budować wzmacniacze o Pwy=60W, moce większe tylko w mostku (robiłem 100W, 150W i 200W).
    _jta_ wrote:
    Tranzystory przy sprawdzaniu "na sucho" mogą wytrzymywać napięcia znacznie wyższe, niż katalogowe, ale to nie oznacza, że wytrzymają pracę w rzeczywistym układzie, jak się nagrzeją.

    Niby tak (selekcjonowałem 2N3055 na Ucemax ale w temp. 100stC), ale w 99% przypadków po zagrzaniu wzrasta tylko prąd zerowy (i to znacznie), Ucemax nie zmienia się.
    jarek_lnx wrote:
    KD502 to stare tranzystory dawno nie produkowane, zostały jakieś skany czeskich katalogów Tesli ale pełnych danych katalogowych z obszarem bezpiecznej pracy jeszcze nigdy nie spotkałem.

    Proszę:
  • #10
    _jta_
    Electronics specialist
    z tranzystorów o Ucemax=60V (KD502, 2N3055) można bezpiecznie budować wzmacniacze o Pwy=60W

    A to jeszcze zależy od impedancji głośnika, dla jakiej wyszło ci 60W? Dla 8Ω sinus 60W wymaga amplitudy 31V, więc w układzie single-ended nie można się zmieścić w 60V. Z tym, że to dotyczy sinusa, bo 60W z h=10% można uzyskać przy mniejszej amplitudzie. W mostku przy tym samym ograniczeniu napięcia moc wychodzi 4X większa, ale wtedy również prąd jest większy (200W na 8Ω wymaga amplitudy prądu ponad 7A, jakkolwiek z charakterystyk KD50x widzę, że to nie problem - prąd bazy do 200mA w/g Bild 7).
  • #12
    trymer01
    VIP Meritorious for electroda.pl
    _jta_ wrote:
    z tranzystorów o Ucemax=60V (KD502, 2N3055) można bezpiecznie budować wzmacniacze o Pwy=60W

    A to jeszcze zależy od impedancji głośnika, dla jakiej wyszło ci 60W?

    Dla 4Ω.
    I nawet tego nie liczyłem bo pamiętam z dawnych lat gdy kombinowałem jak uzyskać jak największą moc z 2N3055 (w latach 70-tych ub.w. jedyne jako-tako dostępne tranzystory mocy - z "prywatnego importu").
    Zresztą w literaturze z tego okresu można znaleźć mnóstwo konstrukcji na 2N3055 o mocy 60W/4Ω, a tylko nieliczne o mocy 60-80W/4Ω, robione z wykorzystaniem sposobów bo ogromna większość tych tranzystorów - w tym i KD502 - miała większe Ucemax przy niskich wartościach Rbe, podwyższano napięcie zasilania stopni wstępnych, itp.
    Cały czas piszę o bezpiecznych konstrukcjach, zgodnej ze sztuką czyli z uwzględnieniem parametrów katalogowych tranzystorów.
    Bo można liczyć na szczęście patrząc na parametry katalogowe przez palce w nadziei że "jakoś to będzie" i tranzystory wytrzymają - bo może trafiłem na lepsze? Często tak mogło być - selekcjonując 2N3055 na Ucemax (w temp. 100stC) przekonałem się, że większość miała Ucemax≧100V, a niektóre nawet 120-130V.
  • #13
    _jta_
    Electronics specialist
    Napięcie katalogowe może brać pod uwagę fakt, którego nie wykrywają amatorskie pomiary, nawet z ogrzewaniem tranzystorów: przy zbyt wysokim napięciu może występować stopniowa degradacja półprzewodnika, która po jakimś czasie doprowadzi do powstania przebicia - więc wzmacniacz z zawyżonym napięciem dużo szybciej wysiądzie. Ale wykrycie takiego zagrożenia wymaga długotrwałego testowania dużej ilości tranzystorów - tylko tak można zbadać, jaka jest zależność awaryjności od napięcia pracy. Dla sprzętu, który ma mieć dobrą niezawodność, zalecano stosowanie maksymalnego napięcia najwyżej 80% katalogowego, i podobnie z prądem, i nie obu do tego "najwyżej".

    Natomiast jeśli chodzi o maksymalną moc, jaką da się uzyskać na 2N3055, to kiedyś policzyłem tak: dopuszczalne napięcie jest 60V, dopuszczalny prąd 15A, to w układzie single-ended push-pull można mieć amplitudę napięcia 30V, amplitudę prądu 15A, moc sinusa 225V (nie licząc strat napięcia z powodu np. niezerowego napięcia nasycenia) - wydaje się, że ze 200W powinno być do uzyskania? Maksymalna moc strat w tranzystorze przy napięciu 15V i prądzie 7.5A byłaby 112.5W, ale tylko przez połowę czasu, więc i moc powinien wytrzymać. Ale to wszystko (tego byłem świadomy) przy zasilaniu napięciem stabilizowanym.

    A policzyłem to, bo ktoś mi powiedział, że zbudowano wzmacniacz 200W (chyba jednak dla h=10%) na 2N3055 - tylko nie wiem, czy to był single-ended, czy mostkowy, a poza tym 15A dla 2N3055 jest dopuszczalne, ale to nie znaczy, że z takim prądem mają sensowne wzmocnienie, ani że nie uszkodzą się poprzez drugie przebicie, o którym może wtedy jeszcze nie wiedziałem, podobnie jak o zmniejszaniu się wzmocnienia przy większym prądzie.
  • #14
    Strumien swiadomosci swia
    Level 43  
    _jta_ wrote:
    Natomiast jeśli chodzi o maksymalną moc, jaką da się uzyskać na 2N3055, to kiedyś policzyłem tak: dopuszczalne napięcie jest 60V, dopuszczalny prąd 15A, to w układzie single-ended push-pull można mieć amplitudę napięcia 30V, amplitudę prądu 15A, moc sinusa 225V (nie licząc strat napięcia z powodu np. niezerowego napięcia nasycenia) - wydaje się, że ze 200W powinno być do uzyskania? Maksymalna moc strat w tranzystorze przy napięciu 15V i prądzie 7.5A byłaby 112.5W, ale tylko przez połowę czasu, więc i moc powinien wytrzymać. Ale to wszystko (tego byłem świadomy) przy zasilaniu napięciem stabilizowanym.


    Ten tranzystor przy U ce 30V jest w stanie przenieść jakieś 3,5A drugie przebicie ma szybciutko.
    Po drugie ten tranzystor nadaje się co najwyżej na zasilacz 12V-24V .

    Dzisiaj są hordy tranzystorów audio które ładnie grają w dodatku choćby 2SC5200, robię na nim wzmacniacze, zasilacze i cuda na kiju i nie zawodzi mnie, mogę go szczerze polecić.
  • #15
    _jta_
    Electronics specialist
    Przy obciążeniu o charakterze rezystancyjnym przy napięciu na tranzystorze 30V (i zasilaniu +-30V) powinien płynąć tylko prąd spoczynkowy. We wzmacniaczach stosuje się zabezpieczenia tranzystorów wyjściowych, które nie pozwalają im wyjść poza obszar bezpieczny ze względu na dopuszczalny prąd, czy drugie przebicie.
  • #16
    Strumien swiadomosci swia
    Level 43  
    _jta_ wrote:
    We wzmacniaczach stosuje się zabezpieczenia tranzystorów wyjściowych


    Tak ale nie w DYI konstrukcjach i tranzystorach dobieranych na siłę żeby uzyskać jakąś tam moc.
  • #17
    trymer01
    VIP Meritorious for electroda.pl
    _jta_ wrote:
    przy zbyt wysokim napięciu może występować stopniowa degradacja półprzewodnika, która po jakimś czasie doprowadzi do powstania przebicia

    Takie zjawisko miało miejsce w tranzystorach germanowych stopowych - po kilku latach eksploatacji w wysokiej temp. (ok.80stC - jak dla Ge - wysoka) tranzystory padały z powodu samoistnej dyfuzji indu (domieszki) do obszaru bazy.
    Ale to dla germanu i technologii stopowej - dla krzemowych nie słyszałem. Jakieś źródła?
    Poza tym żaden producent nie wskazuje na zależność Ucemax od temperatury.
    _jta_ wrote:
    Natomiast jeśli chodzi o maksymalną moc, jaką da się uzyskać na 2N3055, to kiedyś policzyłem tak: dopuszczalne napięcie jest 60V, dopuszczalny prąd 15A, to w układzie single-ended push-pull można mieć amplitudę napięcia 30V, amplitudę prądu 15A, moc sinusa 225V (nie licząc strat napięcia z powodu np. niezerowego napięcia nasycenia) - wydaje się, że ze 200W powinno być do uzyskania? Maksymalna moc strat w tranzystorze przy napięciu 15V i prądzie 7.5A byłaby 112.5W, ale tylko przez połowę czasu, więc i moc powinien wytrzymać. Ale to wszystko (tego byłem świadomy) przy zasilaniu napięciem stabilizowanym.

    A policzyłem to, bo ktoś mi powiedział, że zbudowano wzmacniacz 200W (chyba jednak dla h=10%) na 2N3055 - tylko nie wiem, czy to był single-ended, czy mostkowy, a poza tym 15A dla 2N3055 jest dopuszczalne, ale to nie znaczy, że z takim prądem mają sensowne wzmocnienie, ani że nie uszkodzą się poprzez drugie przebicie, o którym może wtedy jeszcze nie wiedziałem, podobnie jak o zmniejszaniu się wzmocnienia przy większym prądzie.

    No to nieźle liczyłeś :D
    N.b. ja kiedyś zrobiłem 200W - ale w mostku, na 12 szt. 2N3055.
    Strumien swiadomosci swia wrote:
    Ten tranzystor przy U ce 30V jest w stanie przenieść jakieś 3,5A drugie przebicie ma szybciutko.

    Trzeba pamiętać, że dzisiejsze 2N3055 to są inne tranzystory niż dawniej, kiedy były wykonywane technologią homotaksjalnej bazy i w zasadzie były odporne na przebicie wtórne. Od lat 80-tych ub.w. króluje technologia epiplanarna, która niestety skutkuje wtórnym przebiciem, a żaden producent nie może sobie pozwolić na utrzymywanie linii produkcyjnych w starej technologii.

    Podsumowując dyskusję - bo schodzi na manowce - na KD502 nie da się zrobić 150W/8Ω. To nierealne, nawet selekcjonując tranzystory na Ucemax może być trudno bo trzeba by znaleźć egzemplarze o Ucemax≧110V.
    Jeśli już to w mostku, albo zmienić tranzystory. Bo kiepski to sposób projektowania dopasowując wzmacniacz do tranzystorów - należy robić odwrotnie czyli projektować wzmacniacz dobierając odpowiednie tranzystory.
  • #18
    TOMI
    Service technician RTV
    Panowie, wystarczy wyselekcjonować tranzystory o wyższym napięciu Uce i można wycisnąć z jednej pary KD502 ponad 200W. Mi się udało nieco ponad 220W 4 ohm i 200W 8ohm przy jednej parze.
    Druga wersja która padła to, wykorzystać w trybie mostkowym 2 wzmacniacze i przy mocnym zasilaniu 2x35V będzie 200W lub 150W 8 ohm. Niestety wiąże się to ze znacznie mocniejszym zasilaczem i bardziej skomplikowaną konstrukcją.
  • #20
    TOMI
    Service technician RTV
    Niestety mam tylko fotki z eksperymentu.
    Pomiary żeby były miarodajne to filmik trzeba ty zmontować.
    Cztery tranzystory KD 502 jak uzyskać 150w RMS? Cztery tranzystory KD 502 jak uzyskać 150w RMS?

    Jeszcze dla przykładu z jednego pudełka garstka KD502 ze zmierzonym Uce i jak widać jest w czym wybierać dla napięcia 2x60V
    Cztery tranzystory KD 502 jak uzyskać 150w RMS?
  • #21
    _jta_
    Electronics specialist
    Ale to dla germanu i technologii stopowej - dla krzemowych nie słyszałem. Jakieś źródła?

    Nie, to tylko moje przypuszczenie, że takie zjawisko może występować i zwiększać awaryjność sprzętu.

    A swoją drogą, ciekawe jaką moc można by wycisnąć z pary KD502 bez przekraczania parametrów dopuszczanych w danych katalogowych? Z charakterystyk (Bild 7) wygląda na to, że one mogą dobrze działać do 16A, wziąć do tego obciążenie 1.6Ω, powinno wyjść 205W, przy zasilaniu 60V i minimalnym napięciu na tranzystorach 4.4V, od wtórnego przebicia w potrzebnym zakresie prądów i napięć można być daleko, maksymalna moc strat chwilowa 140W, średnia 70W - to chyba miałoby szansę działać. ;)

    Ale jest mało prawdopodobne, żeby KD502 nadawał się do pracy przy napięciu przekraczającym 80V - według tej samej recepty robiło się KD501, KD502 i KD503, a potem zależnie od tego, jak wyszło, malowało się odpowiednie oznaczenia - więc taki KD502 do pracy przy 80V zostałby przez producenta nazwany KD503. Przynajmniej w CEMI tak robili...
  • #22
    trymer01
    VIP Meritorious for electroda.pl
    _jta_ wrote:
    Przynajmniej w CEMI tak robili...

    Wszyscy producenci tak robili, zwłaszcza wtedy.
    TOMI wrote:
    Panowie, wystarczy wyselekcjonować tranzystory o wyższym napięciu Uce

    A to jeszcze niech kolega nam zdradzi opis pomiaru Ucemax i definicję Ucemax stosowaną przy pomiarze.

    Dodano po 7 [minuty]:

    _jta_ wrote:
    A swoją drogą, ciekawe jaką moc można by wycisnąć z pary KD502 bez przekraczania parametrów dopuszczanych w danych katalogowych? Z charakterystyk (Bild 7) wygląda na to, że one mogą dobrze działać do 16A, wziąć do tego obciążenie 1.6Ω, powinno wyjść 205W, przy zasilaniu 60V i minimalnym napięciu na tranzystorach 4.4V, od wtórnego przebicia w potrzebnym zakresie prądów i napięć można być daleko, maksymalna moc strat chwilowa 140W, średnia 70W - to chyba miałoby szansę działać.

    Nie tak prosto.
    Przy Ic=15A gwarantowana beta to 15, czyli Ib=1A - jakie drivery będą potrzebne?
    Jest więcej przeszkód, a wszystkie razem sprowadzają się do jednego stwierdzenia: - nigdy nie każ tranzystorowi pracować z parametrami zbliżonymi do maksymalnych. To proszenie się o awarię, a na pewno o kłopoty.
    Ogólnie rzecz biorąc tranzystor BJT nie powinien pracować z Ic większym niż 30% Icmax, co najwyżej 50%. To stara, dobra, nieoficjalna zasada.
  • #23
    TOMI
    Service technician RTV
    trymer01 wrote:
    TOMI napisał:
    Panowie, wystarczy wyselekcjonować tranzystory o wyższym napięciu Uce

    A to jeszcze niech kolega nam zdradzi opis pomiaru Ucemax i definicję Ucemax stosowaną przy pomiarze.
    Umieszczałem na elektrodzie schemacik zaczerpnięty z PE 2 albo 3 razy i znaleźć nie mogę.
  • #24
    trymer01
    VIP Meritorious for electroda.pl
    TOMI wrote:
    Umieszczałem na elektrodzie schemacik zaczerpnięty z PE 2 albo 3 razy i znaleźć nie mogę.

    A to nie o schemat idzie bo prosty jest jak ten jeden opornik co tam jest potrzebny (nie licząc potencjometru), tylko o definicję Ucemax i metodykę pomiaru. Bo nie ukrywam, że zdziwiony jestem tak wysokimi Ucemax tych tranzystorów na zdjęciu w poście nr 20, i podejrzewam nieprawidłowy pomiar.
  • #27
    Strumien swiadomosci swia
    Level 43  
    axdam99 wrote:
    Proszę konstrukcja wzmacniacz 2x200w 4ohm zaprezentowana na elektrodzie


    Wzmacniacz Elektronika 200 to mostkowy wzmacniacz 200W/4om na 8 sztukach Kd502.
  • #28
    TOMI
    Service technician RTV
    trymer01 wrote:
    A to nie o schemat idzie bo prosty jest jak ten jeden opornik co tam jest potrzebny (nie licząc potencjometru), tylko o definicję Ucemax i metodykę pomiaru.

    A zabij nie pamiętam szczegółów(kiedy to było jak się uczyłem), natomiast moja metoda mnie nigdy nie zawiodła zarówno dla 2N3055 jak i KD502/503 i wielu innych tranzystorów.
  • #29
    axdam99
    Level 14  
    Jest sens dołożyć do jabla J 35 po jeszcze jednej parze tranzystorów? Chciałbym aby miał na pewno to 100w RMS. Nie mierzyłem ale stawiam że na szrotach 2n3055 z zestawu nie ma więcej jak 70W :/ . Zasilanie by dostawał 2x40V około 150W (ts 180/4). Planuję stereo czyli 2X takie coś.

    Ogółem to projekt polega na tym aby zbudować końcówkę z części które nazbierałem przez lata :D , która napędzi kolejną parę tonsili w pokoju, a czasami jako niezawodny zapas do nagłośnienia (wiadomo jak to nowe sprzęty, co chwile któryś do naprawy :/ )
  • #30
    _jta_
    Electronics specialist
    Jest więcej przeszkód, a wszystkie razem sprowadzają się do jednego stwierdzenia: - nigdy nie każ tranzystorowi pracować z parametrami zbliżonymi do maksymalnych. To proszenie się o awarię, a na pewno o kłopoty.

    Z tym całkowicie się zgadzam.

    Ogólnie rzecz biorąc tranzystor BJT nie powinien pracować z Ic większym niż 30% Icmax, co najwyżej 50%. To stara, dobra, nieoficjalna zasada.

    A to zależy od charakterystyk konkretnego tranzystora. Akurat te KD502 wyglądają nieźle.