Haz una pregunta
  Foros de Electrónica » Sistemas de Audio » Audio: Gran señal
Foros Registrarse ¿Olvidaste tu contraseña?
18/12/2008 #61
Moderador general

Avatar de Cacho

luisgrillo dijo:
San_Cacho... amigo mio para mi que estas mal en el calculo de de la potencia del transformador,
si el transformador tiene un tap central, entonces en los 2 extremos de transformador irán creciendo 2 tensiones simétricas con polaridades opuestas esto quiere decir que si en una rama te entrega +5V, en el otro extremo abra -5V, así que si a cada rama le pones una resistencia de 1 ohm hacia el tap central, tendrás en una rama en la resistencia 1 5v con 5amperes positivos, y en la otra rama tendrás-5volts y -5 amperes, ahora. si pones una sola resistencia entre las 2 ramas tendrás 10 volts con 10 amperes en esa resistencia.
El modelo de transformador en cuanto a las fases, es correcto, pero no en cuanto a las corrientes. También cometiste un error en la elección del transformador: es de 10+10V (20V con tap central) y no de 5+5V
Tu ejemplo es válido únicamente en un transformador con corriente infinita (en tu modelo entrega 30A y ni se mueven las amplitudes de los voltajes). Fijate si no, qué pasa en tu simulador cuando conectás los extremos con una resistencia de 0,001Ω. Seguramente va a darte que las ondas siguen con la misma amplitud y tenés una corriente 1000 veces más grande, y en la realidad estaría en cortocircuito.

Saludos
18/12/2008 #62

Avatar de luisgrillo

le puse las resistencias de 1 ohm pro que segun yo y alguna cosa que leí por hay, cuando tienes una resistencia conectada a una fuente de 1 volt, circulara una corriente de un amper, la resistencia es solo representativa, claro que si conectas una resistencia asi de pequeña como la que dices tu la fuente estara en corto circuito. pero si el transformadorrmdor esta diseñado para darte la corriente de 10 amperes en 10 volts, si le cocectas una resistencia de 1 ohm obtendras los 10 amperes de la fuente y en teoria no deberia de caer la tensión.
Si me equivoque en lo de las corrientes, son 2 circuitos los que debi de haber separado, que es primero el modelo de I1 sola, y otro con I2 e I3,

pero bueno, en el secundario como tienes 2 terminales del transformador y una toma central (tierra) se puede tomar como 2 fuentes de aimentacion, son 2 corrientes separadas y unidas por tierra, sumadas te dan la corriente y voltaje total del transformador. =) saludos
18/12/2008 #63

Avatar de psychatog

No consigo la resistencias de metal film... Puedo usar comunes?
18/12/2008 #64
Moderador

Avatar de Tacatomon

si es posible,pero ten cuidado de no ponerlas en lugares criticos, como en el circuito oscliador.
18/12/2008 #65


Les voy a dar algunos datos extras... Las resistencias de metalfilm, no son realmente indispensables... Podrían sustituirse por resistencias de carbón (aunque NO pueden usar resistencias que sean inductivas, como las de alambre... Esas NO pueden usarse en este amplificador). Sin embargo, las resistencias de carbón tienen más ruido, (es ruido generado por microarcos de corriente entre los gránulos de carbón), por lo que en lo posible, son preferibles las de metalfilm... El amplificador va a ser mucho más silencioso.
En relación al valor de los componentes del filtro de salida (LC), la idea es que sea un filtro pasabajos, con el polo de segundo orden (es decir, la frecuencia de corte) en 22khz. Por supuesto, hay que tener en cuenta que el filtro está cargado por la resistencia del parlante, lo que disminuye el Q del mismo... A pesar de todo ésto, resulta que los valores del filtro (salvo la frecuencia de corte) no influyen demasiado en la respuesta en frecuencia (banda pasante de audio) del amplificador, gracias a que la realimentación se toma justo de la salida del filtro. En el caso del UcD, el filtro, tal como dijeron arriba, tiene como principal propósito filtrar la frecuencia de conmutación e impedir que llegue a los parlantes o se irradie. Y a la vez, no tiene que filtrar la señal de audio (que es el valor medio de la señal de salida PWM del amplificador)... Enfin... Es la punta del ovillo, pero no es tan complejo...
Hay 2 detalles más, extremadamente importantes... y que explican casi todo.... Como la realimentación del amplificador UcD está tomada de la salida del filtro, eso compensa la respuesta en frecuencia del filtro LC, al menos, en la banda de audio... Por eso la respuesta en frecuencia para la banda de audio es plana, aunque la frecuencia de corte del filtro LC sea de 22khz (que, como todos sabemos, un filtro de 2o orden no corta exactamente en la frecuencia de corte,sino que empieza a atenuar antes un poquito...)
Y para aquellos que ya se han dado cuenta, podrían preguntar... Pero, si el filtro es de 2o orden, eso significa que genera un retraso de fase de 180grados para toda frecuencia superior a la de corte, y como la realimentación está tomada después del filtro, eso haría oscilar al amplificador exactamente a la frecuencia de corte del filtro LC ... ¿o no ?
Pero hay un detalle... Necesitamos que el amplificador oscile a una frecuencia bastante mayor que la frecuencia de corte del filtro LC, para que el filtro LC justamente pueda filtrar esa frecuencia de conmutación, y dar sobre el parlante sólo la tensión contínua que es la señal de audio amplificada... Justamente ahí está el truco de los amplificadores UcD... Si ven la red de realimentación, van a observar un capacitor además de la resistencia de realimentación típica de los amplificadores comunes... Ese capacitor agrega un cero a la función de transferencia, es decir, genera un adelanto de fase que cancela uno de los polos del filtro LC... Gracias a ese capacitor, el desfasaje de la red de realimentación es sólo de 90 grados, es decir, no es suficiente para hacer que el amplificador oscile... O mejor dicho, como el comparador también tiene un polo, pero a mucha mayor frecuencia (1Mhz aprox para el LM311), el polo del comparador da la frecuencia de oscilación... Bueno, eso tampoco es conveniente... Es una frecuencia demasiado grande, genera demasiada disipación en los drivers de los mosfets, y disminuye la fidelidad del amplificador (porque, a medida que la frecuencia de conmutación aumenta, empiezan a tener más importancia los tiempos muertos entre que se apaga un mosfet y se prende el otro, y a mayor porcentaje de tiempo muerto en relación al período de la sañal PWM, mayor distorsión, porque mientras ningún mosfet está encendido, no hay nada que controle el parlante).
Bueno, por eso el capacitor en la red de realimentación tiene una resistencia en serie. Esa resistencia introduce otro polo , pero en 400Khz, por lo que hace que la frecuencia de oscilación se estabilize en 400Khz.
Ese es el truco del UcD... La red de realimentación, y tomar la realimentación de la salida del filtro LC. Como la realimentación está tomada de la salida del filtro LC, el amplificador es casi independiente de la carga del parlante... Enfin, hay muchísimo más que decir, pero, implica entrar en la teoría de funcionamiento del circuito aún más. Dejémoslo así por el momento.

Saludos, y espero haberles dado algunas pistas de cómo es que ésto funciona
18/12/2008 #66


Bueno... y para picarles un poco la curiosidad... Es posible hacer un UcD sólo con mosfets canal-N (con lo que la potencia se puede hacer MUCHO más grande, y la eficiencia también) ... Pero, es difícil obtener una fidelidad extrema, tal como la obtenible con las versiones que les pasé antes. Tengo varios diagramas con componentes discretos que andan y obtienen CASI la misma fidelidad, pero algunos de los componentes son críticos y difíciles de conseguir... Por eso, sólo les voy a pasar una versión con un driver integrado , el IR2110, que simplifica muchísimo las cosas (anda a la una), aunque, como el IR2110 tiene más tiempo muerto que la versión de los drivers de mosfets discreta que hay en el UcD posteado antes (que tiene mosfets canal N y P), esperaría un poquitín más de distorsión...
No sé, realmente van a tenr que armarlo para saber. De éste no les paso plaqueta, porque no tengo hecha una placa oficial para el mismo... Pero, anda...

Bueno, les paso el diagrama, y ustedes vean. No voy a responder preguntas sobre esta versiión con el IR2110, porque yo estoy más interesado en la fidelidad extrema, que en potencias extremas, y , tal como dije, la versión con el IR2110 , a pesar que realmente suena muy bien, no es comparable con los drivers discretos (esperaría el doble de distorsión que con los drivers discretos, claro que el doble de 0.01% es 0.02% y sigue siendo realmente muy poco... Enfin)

Saludos!
Imágenes Adjuntas
Tipo de Archivo: png ucd_ir2110_177.png (59,0 KB (Kilobytes), 1535 visitas)
19/12/2008 #67


hola ejtagle disculpa mi ignorancia ops: soy nuevo en esto de los amplificador clase d y se me ha presentado una dificultad al momento de realizar el filtro, ya que tu especificas un inductancia de 16uh para poder conectar un parlante de 4Ω y yo quisiera ponerle parlantes de 8Ω, de que valor tendria que ser la bobina y que mas tendria que modificar si fuese necesario. Te agradeceria mucho si pudieras facilitarme dicha información.


perdon por ser tan despistado no había podido leer bien toda la información expuesta.
y por eso mis preguntas fueron medias del todo fuera de lugar.
19/12/2008 #68


debido a que no he podido conseguir los componentes necesarios para realizar la versión con el tl 074 y tampoco la del lm311 voy a llevar a cabo el amp ucd con el ir2110.
que si he podido conseguir todos los materiales una vez ensamblado les cuento como me fue
19/12/2008 #69

Avatar de Oscar Monsalvo

Que potencia da ese amplificador con IR2110, Sera que se le podrian hacer unos cambios para que la etapa de salida sea full bridge y asi obtener mas potencia o hacer una etapa stereo y colocarlas en puente.
22/12/2008 #70


Como dije... de la versión con el IR2110, mucho no voy a decr... La potencia puede ser MONSTRUOSA... Osea, realmente NO TIENE SENTIDO hablar de FULL BRIDGE... Gente, por favor, LEAN la hoja de datos del IR2110.. SOPORTA 600v! -> Con los mosfets adecuados, estamos hablando de 11200Wrms sobre 4Ohms!
23/12/2008 #71

Avatar de FELIBAR12

Es increible la potencia que se puede obtener a partir de un montaje en clase d pero por curiosidad para el esquema mostrado anteriormente (tal como esta) cual seria su potencia? su frecuencia de swicheo?
25/12/2008 #72

Avatar de Oscar Monsalvo

yo no quiero toda esa potencia, jajajaja. lo que me gustaria es hacer un amplificador subwoofer de unos 700W RMS.
25/12/2008 #73

Avatar de Oscar Monsalvo

He leido que tienen buena respuesta en graves y medios graves, pero para frecuencias altas el diseño del filtro se complica. aunque los powersoft tienen un buen rendimiento en toda la banda.
26/12/2008 #74

Avatar de seaarg

ejtagle queria hacerte unas consultas:

Construi la primera version del amplificador clase-D (SwitchingAmp.pdf) con el TL074 montado con una fuente smps de diseño propio que tira +-42V 5A. Para mover un subwoofer en el auto. (probado con uno de 4 ohms y uno de 6 ohms) SIN inductor en la salida ya que como especificaste no es obligatorio en subwoofer. (probe ponerle inductor y el sonido es audiblemente el mismo, al menos en esas frecuencias).

Cambie el mosfet canal-N IRF630 por un IRF640 lo que hace que genere bastante menos calor. (tenia una diferencia notable de calor entre el canal-p y el canal-n)

La fuente, lamentablemente me tira 0.7 Volts mas del lado "negativo" que del positivo, es decir, el transformador no esta perfecto. (42.5 y -43.2)

Hasta aca, funciona de maravillas y el sonido es optimo, golpea bastante bien ademas.

Tengo 4 consultas:

1)- Los drivers de los mosfet, especialmente los MPSA (no tanto el BC337 y BC327) calientan a mi entender mucho. Les puedo dejar el dedo encima pero molesta bastante. (pasan los 44 grados en carcasa, que es el maximo de mi termometro digital) Y lo que MAS me preocupa es que los capacitores electroliticos de 100uF asociados a los zener 5.1v que alimentan los operacionales tambien calientan, probe poner hasta de 50v y lo mismo.

Lo mismo los zeners 5.1v, tambien calientan.

Sin embargo, en las lineas de alimentacion del operacional nunca tengo mas de 5.2 v (oscila entre 4.9 y 5.2v mas o menos depende de los "golpes")

Los mosfets puestos con disipador ni se enteran, estan frios al tacto.

¿Tendrias idea que puede estar sucediendo, o si estas temperaturas son normales?

2)- En el segundo operacional, la resistencia de 1K de realimentacion la cambie por una de 2.2K y una de 1K entre la pata 13 y masa, con la idea de darle un poco mas de ganancia al pre. ¿Es correcto esto o tengo un error conceptual?

3)- Volviendo a la temperatura (no tengo osciloscopio a mano), con la idea de que los 5.1v del operacional no fueran suficientes para llevar los transistores chicos a saturacion y que esa fuera la causa de la temperatura, subi los zeners de 5.1v a 12v (porque lei en la hoja de datos que los MPSA son de 6v en emisor-base) Sin embargo el resultado es el mismo. ¿Tenes idea que diferencia hace este cambio que probe? Ademas: ¿Es correcto pensar que al elevar la tension del operacional tendria menos posibilidad de distorsion en alto volumen? (ya que segun yo, no habria "recorte" por falta de voltaje)

4)- ¿Tendrias alguna recomendacion sobre un mosfet canal-P que soporte mayor voltaje, a fin de obtener un poquin mas de potencia? (aunque aun no se si la fuente se la aguante) Tambien veo que los MPSA son de 300V pero los BC de 50V, En este caso, ¿Seria bueno cambiar los BC por MPSA? (aunque tienen MUY distinto hFE segun mi tester).
26/12/2008 #75


Los capacitores de 100u calientan porque están al lado de las resistencias de potencia... No porque calienten en sí... Sí... no es muy bueno para su vida útil, digamos
Los drivers calientan porque la frecuencia de switching es alta (1Mhz) y tienen que entregar picos de corriente grande... Hay 2 posibles soluciones: O disminuir la frecuencia de switching (cambiá C9 por 2n2 - Esto afecta ligeramente la fidelidad a alta frecuencia, pero probalo), o usar mosfets con menos capacidad compuerta-surtidor (Sliconix los tiene). De todas formas, el calentamiento no lo considero peligroso. La otra es que les pegues un disipadorcito a cada transistor... Yo creo que no vale ni la pena.

Sobre el tema de la resistencia de realimentación, yoSOLO la cambiaría si la señal de entrada no supera los 2v p=p. Es decir, La salida del 2o operacional no tendría que superar en ningún caso los 2vpp. Si tenés la seguridad que la señal de entrada no va a pasar jamás de los 1vpp, entonces hacé el cambio, pero sino, NO.
No cambies la tensión de alimentación del TL074: Eso hace que la etapa de salida no ande bien.. Para ser exactos, Las bases de Q1 y Q2 no deben pasar de los 3 volts, porque sino, los transistores entran en saturación, y eso es justamente lo que NO tiene que pasar. Al saturarse disipan muy mucha potencia. Todo está calculado para que el emisor suba en relación a masa 2.64 volts, lo que genera una baja de tensión sobre R5 y R6 de 12v aprox. en relación a la tensión de alimentación. Los zener de 12 v están por precaución y no porque tengan que operar como limitadores. Hay que evitar a toda costa la saturación de cualquiera de esos transistores pequeños, porque dejan de operar a la velocidad requerida. Los únicos que deben saturar son los mosfets.
Si necesitás darle mas amplificación, modific'directamente R16 o R14.
¿ MOSFET canal=p de más corriente, o de más tensión... ? - Desgraciadamente, no tengo recomendaciones.
¿ Cambiar los BCxxx ? -- No tiene sentido... Sólo ven 12 volts como máximo entre colector y emisor.

Saludos!
27/12/2008 #76

Avatar de seaarg

Gracias por tu respuesta.

Jamas me imagine eso con los capacitores, ya que las resistencias de potencia ni se enteran, estan frias al tacto.

Voy a cambiar el capacitor C9 para probar, imaginate que al aplicarlo a un subwoofer la fidelidad no seria tan importante creo. En mi caso, al estar dentro del auto quisiera que este todo lo mas frio posible.

Lo de que el operacional no supere los 2vpp es muy buen dato, apenas acceda a un osciloscopio lo mido y me aseguro, aunque es la salida de linea de subwoofer de un stereo de auto, "se supone" que debe ser 1vppp.

Con los datos de medicion de voltaje que me diste, son buen dato para diagnosticar que todo este como se calculo que sea en tu diseño, muchas gracias.

Los mosfets evidentemente saturan bien porque, si bien los tengo en un buen disipador, permanecen totalmente frios a plena potencia.

Consulta aparte (plena intuicion es esto): Hice el diseño de PCB similar al recomendado por vos, pero tuve que hacerle cambios de dimensionamiento para acomodarlo en la potencia completa (junto con la fuente). En mi primer intento hice una placa exactamente igual a tu propuesta, con 1 mosfet por "rama" y un clip de 5watt pero calentaban un poquito... entonces pense: Si en la fuente pongo 4 mosfet paralelo por rama para repartir la carga y disminuir el rdsOn, ¿porque no poner 2 por rama en paralelo en el amplificador? Sin embargo note empiricamente que funciono mucho mejor tal cual como lo diseñaste vos, con 1 solo por rama. De hecho con 2 paralelos calentaban y con 1 no (supongo que habia autooscilacion).

¿Estoy muy errado en el concepto de poner mosfets en paralelo para distribuir la carga? En la fuente puse 1 resistencia individual por gate. En el amplificador no... ¿puede ser esta la causa del calor y/o autooscilacion?

Otra consulta: Si bien mi proyecto es subwoofer y especificas que en ese caso puede NO ponerse el inductor, probe poner un inductor en serie con el parlante y un capacitor 105 (1uF) tantalio en paralelo al parlante (no tenia 1.5uf poliester como recomendas a mano para probar) El inductor lo fabrique con alambre 1mm enrrollado en un nucleo de los inductores de fuente de PC de la linea de 5V (no estoy seguro si es ferrite o iron powder). Audiblemente no note cambio excepto por una pequeñisima baja de volumen. sin embargo el inductor calentaba bastante. Mi pregunta es: ¿Esto puede deberse a que el inductor esta "amortiguando" las frecuencias de switching haciendo que al parlante pase el "voltaje promedio" sampleado unicamente? ¿o me quede corto en el grosor de alambre? ¿o si o si es necesario que el inductor sea con nucleo de aire? ¿que tan importante es el inductor en un subwoofer? (pregunto esto por si evita que la bobina del parlante sea la que caliente al filtrar la frecuencia de switching)

Ultima pregunta:
La fuente es una SMPS que tira 42V 5A y -42V 5A pero no puede tirar 10A "a la vez" en ambas ramas. Vos recomendaste 10A pico pero he aqui la duda: La onda cuadrada PWM generada a la salida del amplificador va desde los -40V a los +40V digamos consumiendole 5A a la fuente, pero nunca le consume 5A a las DOS ramas a la vez. ¿Es cierto este concepto? lo pregunto porque la fuente no parece "quedarse chica", ni calienta, poniendo el amplificador a pleno (aunque no le sobra nada) ¿o es que no lo estoy poniendo a pleno de esta forma? (no noto distorsion, mas bien "cartoneo" tipo "descone" del parlante cuando lo exijo muchisimo) Medido con tester analogico, la aguja permanece estable teniendo caidas muy pequeñas de 1 V en los "golpes", aclaro que la fuente tiene 4 capacitores de 1000uf por rama en la salida y trabaja a 33Khz, ¿quiza esto este ayudando a que no caiga? (la medida de amperes la hice poniendo una resistencia "en corto" y aplicando ley de ohm cuando el voltaje empezaba a caer, pero esto es carga fija, no variable como el audio).

Lo siguiente:
1)- Corregir la asimetria que tengo de voltaje en la fuente (al operacional estan llegando 5.02V y -5.18V aprox.)
2)- Bajar la frecuencia de switching del amplificador y ver que pasa
3)- en ultimo caso, disipadores a los transistores y a otra cosa! ya que en si como esta nomas funciona de lujo. Le pongo a la potencia completa un coolercito de pentium I y se acabo mi problema de temperatura jeje.

Muchas gracias por tu anterior respuesta y espero no abusar con mis preguntas.

PD: Para los que se preguntaban si armarlo o no, realmente vale la pena, lo recomiendo. Es "simple" y mucho mas barato y eficiente que ciertos amplificador integrados de otras clases. (ya queme uno que vale $ 50, me duro 10 segundos a plena potencia y ni se acerco a este). A mi criterio suena "especial" con una muy buena respuesta en graves cosa que le suele faltar a otro tipo de amplificador.
28/12/2008 #77


holaa me gusto mucho este amplificador (la ultima version) y lo quero armar en estereo ahora soy un aficionado nuevo en este tema del sonido entre otros, lo que quiero es que me acalaren algunas cosa (si pueden) en el pdf del amplificador sale una entrada que esta al medio de la salida y la entrada de voltague dice "16u" que es ? y si tienen una guia para aprender sobre transformadores ya que ese es un problema por que no entiendo mucho la alimentacion que deberia tener el amplificador estereo eso es lo que mas me urge

saludos y espero que me puedan ayudar
29/12/2008 #78


DJ DRACO dijo:
nop, dado que en cualquier conjunto de redes o rejillas dem kirchoff, la corriente del circuito siempre es la misma.

es como si tuvieses una red de agua y canillas.

no importa como coloques las canillas, la relacion entre el voltaje y la corriente se mantiene, de modo que la tensión cae, pero la corriente es la misma.

obviamente la corriente se distribuira por las canillas, pero sin caer ni nada.

cambiando de tema, expongo el nuevo pcb del nuevo amplificador conmutado clase D de 200watts ahora con ultra alta fidelidad.

saludos.
disculpa cheque el pcb que subiste y tenia unas faltas ya se las puse checalo estoy por armarlo segun el digrama asi debe de quedar espero no molestar a nadie con esto es para beneficio de todos los que quieran armarlo
Imágenes Adjuntas
Tipo de Archivo: gif circuito_179_503.gif (4,5 KB (Kilobytes), 750 visitas)
01/01/2009 #79


alguien tiene los archivos en pcb para acomodarlo a gusto personal...otra cosa hay fotos de la segundo version para ver como queda
02/01/2009 #80

Avatar de davidmedinarcp

A todas estas, quien ha armado el amplificador y lo ha puesto a sonar, porque me parece que solo una persona lo ha hecho y no es de este post.......
¿Tienes una mejor respuesta a este tema? ¿Quieres hacerle una pregunta a nuestra comunidad y sus expertos? Registrate

Buscar más temas sobre:
Lupa Audio: Gran señal

Amplificadores de potencia en todas sus variantes: Válvulas, Transistores, Integrados.

Cerrar
Foros de Electrónica » Sistemas de Audio » Audio: Gran señal

Powered by vBulletin® Version 3.8.4
Copyright ©2000 - 2017, Jelsoft Enterprises Ltd.
Search Engine Optimization by vBSEO ©2011, Crawlability, Inc.