Amplificador HighEnd Clase D de 25W a 1250Wrms sólo con 2 MosFets N

[tonygtguitar]

He probado a quitar la señal de entrada de audio en la simulacion y desaparece en el lm311 todo, la triangular y la pwm.

 

[endryc1]

Los simuladores a veces necesitan de ajustes que no conocemos para trabajar bien. Yo me inclino por que lo armes. Ahi veras si trabaja , y despues chequea con el osciloscopio las señales oyendo musica. El amplificador trabaja y muy bien. No hay que simularlo para saber eso. Ya lo han construido varias personas en los que no me incluyo. Fue el primer class D que conoci, pero arme otro diseño muy parecido. Y creeme las señales son feas. A veces por interferencia y otras por no poner el gnd donde van. Pero el sonido que dan es muy calido en toda la banda de frecuencias.

 

[tonygtguitar]

Muchas gracias compañero, ¿es cierto que este amplificador llega a sacar tantísima potencia? ¿le pondrías una fuente de 10 A por lo menos y un ladrillo de disipador, no?

Y supongo que los mosfet seran los to 247, he visto que este mismo transistor se fabrica en to220 que es una [Término innecesariamente vulgar para expresarse dentro de un Foro Técnico] muy pequeña y no debe aguantar nada.

Edito: hace unos meses me gaste un pastizal en transistores de potencia y compre 10 pcs del mosfet to-270 el IRFP250.

 

[sebsjata]

He probado a quitar la señal de entrada de audio en la simulación y desaparece en el lm311 todo, la triangular y la pwm.

Es que este amplificador no es de oscilación fija con triangular, este es un auto-oscilante y también UCD. Es verdad que las señales en la vida real son feas, pero tampoco son tan horrorosas, hay algo mal con tu simulación, en mi simulación la señal de realimentación es así.

¿Es cierto que este amplificador llega a sacar tantísima potencia?

Es muy cierto, al 100%, pero máximo 1kW, o sea +-90V o como mucho +-95V para ir seguros.

¿le pondrías una fuente de 10 A por lo menos y un ladrillo de disipador, no?

Si sacas cuentas la fuente a +-90V debería entregar 11.1A (1000W) mas las perdidas (10%) digamos que debería de ser de +-95V y 11.6A (1100W).
Y de disipador no hace falta colocar un ladrillo, solo estamos disipando 100W, y en el peor de los casos estaríamos disipando 200W (eficiencia de 80%)

 

[djnanno]

Compañeros, estaba estudiando el funcionamiento de este circuito y bueno, me he arrancado a simularlo con lt spice y me he encontrado con que la señal triangular en el lm311 que deberia generarse en la entrada no inversora, la positiva, no se genera, me sale una señal bastante fea, he revisado el tutorial de nuestro amigo pedro lima y he comparado con otros esquemas clase D y no entiendo por que me sale asi:

Ver el archivo adjunto 195253

Firaros, arriba tengo al salida del lm311 que es la señal cuadrada pwm, al centro, la señal que tengo generada en la entrada no inversora + y la señal de abajo la etrada que entra por la entrada inversora.

Ver el archivo adjunto 195254

Ver el archivo adjunto 195255

Mepa que tendrias que leer el post mas "en las profundidades", en la entrada no inversora vas a tener la señal de salida atenuada + la portadora, esta portadora hace que se "vea fea" pero pensa que sale atenuada por un filtro de 2do orden cuya frecuencia esta muy por debajo de la portadora.
Sin contar que es inaudible jaja.

 

[tonygtguitar]

tendrias que leer el post mas "en las profundidades

Muchas gracias, hare lo que me dices.

sebsjata

La simulacion yo diria que ya la he revisado y esta bien, pero en la simulacion al usar el LM311 me encontre que el que habia disponible en el programa, lleva 6 patillas, la pata 5 y la 6 no las lleva:



si te fijas bien en el dibujo he puesto un numero 5 y un 6 con interrogacion por que esas patillas no estan.

Yo lo he montado todo tal cual pero omitiendo esas dos conexiones, mira como tengo esto:


La roja es la señal de entrada que le he metido, y la verde, es la salida que como ves tiene un pequeño rizado que segun voy leyendo es inapreciable por el oido humano.

Ahora te pongo, la señal que tengo en la entrada no inversora, la positiva pata 2 del lm311:


Estuve revisando el circuito y ahora parece que va bien, si quieres te mando mi simulacion y le echas un vistazo.

Es muy cierto, al 100%, pero máximo 1kW, o sea +-90V o como mucho +-95V para ir seguros.

¿90v entre positivo y negativo? esa es la alimentacion que le he metido yo a la simulacion.
45v negativos y 45v positivos.

 

[sebsjata]

¿90v entre positivo y negativo? esa es la alimentacion que le he metido yo a la simulacion.
45v negativos y 45v positivos.

con +-90V (180V entre + y -) consigues los 1000W con carga de 4 Ohm.
con +-45V (90V entre + y -) consigues alrededor de 230W con carga de 4 Ohm.

 

[cesarpaz]

Buenas noche compañeros del Foro,
Arme el magnifico amplificador que tan amablemente el ing. ejtagle compartio en este foro.
La version es la 800Wrms/4ohm, esta trabajando muy bien. Estoy utilizando una fuente simetrica lineal con un trans. toroidal de +-75V.
Ahora bin el motivo de relatar lo anterior obedece a que quiero cambiar la fuente lineal por una conmutada y me dia la tarea de armar la del compañero mnicolau que me fasino (felicito al compañero).
El dia de hoy me fui al centro de la ciudad de Mexico a buscar las partes que me faltaban (en especial el Trafo),
Caminando por ahi encontre una fuente tipo LLC muy economica tan solo 30 USD ($652.50 pesos mexicanos, gastaria mas si compro todas las partes de la fuente a armar) y la compre, estas son las caracteristicas:

Entrada 110 a 230VAC,
Cuenta con PFC ( Corrección del Factor de Potencia ).
Salida +-105vdc,
1000 W
y al parecer 10 o 15A, no lo puedo precisar,

Las preguntas que amablemente solicto me apoyen a resolver son las siguientes:
1.- Entiendo que este tipo de fuentes no tienen protecciones, es cierto? ( a execpcion del PFC que talves no es una proteccion)
2.- Se le podran adicionar por fuera algunas protecciones??
3.- Me sirve para el ampli de Ing ejtagle ??
4.- Si utilizo la version del ampli. 1250Wrms/4ohm tendria algun problema por alimetarla con +-105v en vez de +-100??
5.- Que riesgos se corren si la utilizo sin las protecciones.
6.- Lo que no he visto y talvez ustedes si ??

Por su atención muchas gracias.
Les envio un cordial saludo.
Anexo fotos de la fuente.

 

[shevchenko]

Esa fuente es muy grande para este amp, aunque el ir2110 soporte +-150vdc los mosfets deberian ser del mismo rango (350v para tener un margen)
Yo lo use y jamas lo subiria mas de 60+60
Hay amplificadores mas adecuados para ese voltaje
Sin protecciones a ese voltaje podrías dañar todo si hay algún drama, Primero hace andar ese amp a +-50 y de ahi hace las modificaciones para mas voltaje, muchas veces el ir2110 es dudoso y no soporta trabajar a régimen intenso, igual los mosfets, (y de parlantes como vas? Si no soportan esa potencia vas a volarlos también)
Fijate si a esa fuente tiene alguna realimentación que puedas tocar para bajar el voltaje un poco.
Saludos. (Es solo una opinión)

 

[cesarpaz]

Muchas gracias por tus obervacioes shevchenko.

Te comento que ya tengo el amplificador trabajando muy bien con fuente lineal de +-75, afortunadamente gracias a todas las aportaciones del foro logre este buen resultado. Como lo tengo es con la version de 800Wrms/4ohm, saltar a la version 1250Wrms/4ohm solo implica cambiar R16 a 12K. voy a hacer la ´prueba con las protecciones necesarias ( bombilla de 100W, etc ) y les comento los resultados.

No quisiera tocar la fuente, me parece que para bajar el voltaje a menos 105v implica desarmar el trafo (ETD49/15/16) y calcular las espiras para lograrlo. La feriita es muy delicada y quebradiza ademas que las tratan con resinas que se adieren con mucha fuerza, he logrado desarmarlas bien y completas dejandolas sumergidas 24 hrs. en solvente como el que utilizan los pintores, claro que se pierde el esmalte del cobre, que metodo usan ustedes?
La idea es hacer 2 PCB's y que trabaje como estero, espero que esta fuente lo soporte. No he conseguido especificaciones de esta fuente.
En cuanto a adicionar protecciones externas a la fuente he pensado que dada la velicidad con que trabaja la fuente resultara dificil acoplarlas.

En fin hare las pruebas y vere que resulta de ellas.

Un cordial saludo.

 

[shevchenko]

Solo incorpora fusible, y que las 2 placas tengan frecuencias distintas, (al menos 20khz de diferencia) saludos.

 

[cesarpaz]

Gracias shevchenko,

La fuente tiene su fusible además de un varistor y un termistor NTC, tendria que hacer lo mismo con cualquier otra protección, y si, la fuente ocila arriba de los 20khz ya lo comprobe, tienes razón.

Gracias por el aporte.
Saludos.

 

[Diego German]

No quisiera tocar la fuente, me parece que para bajar el voltaje a menos 105v implica desarmar el trafo (ETD49/15/16) y calcular las espiras para lograrlo. La feriita es muy delicada y quebradiza ademas que las tratan con resinas que se adieren con mucha fuerza, he logrado desarmarlas bien y completas dejandolas sumergidas 24 hrs. en solvente como el que utilizan los pintores, claro que se pierde el esmalte del cobre, que metodo usan ustedes?

Hola cesarpaz, a veces no es necesario desarmar el transformador, verifica si la fuente tiene lazo de control optoacoplado (realimentación) para ajuste de voltaje, si puedes identificarlo variando un par de componentes vas a poder ajustar a tus necesidades el voltaje de salida de tu SMPS.

Saludos...

 

[cesarpaz]

Muchas gracias Diego German,

Te comento lo siguiente, hice una prueba con la fuente y el amplificador y está trabajando bien, sin señal de entrada medi voltaje y me está entregando +- 107.2V, después conecte un protector de salidas y le inyecte señal de audio, la música sonó clara y nítida con buenos bajos y agudos y sin ruido, cuando llegue a un aprox 60% del volumen de la mezcladora el foco en serie se iluminó con fuerza y el protector se salidas se desconecto, baje el volumen y se volvió a conectar y otra vez todo bien. Al parecer el protector detecto voltaje alto en la salida y se desconecto, pienso que se saturaron los IRFP450 y/o la bobina de salida del amplificador.

Ahora estoy revisando precisamente lo del lazo de control, tengo que desmontar la placa del disipador porque al parecer, si hay optoacoplador está en la cara de abajo. Esta fuente es diferente, las tipo LLC no las conocía la estoy estudiando. Alguien del foro sabe cómo trabajan las fuentes LLC? No he conseguido documentación aún.
Seguiré revisando y les comento mis hayazgos.

Muchas gracias por sus respuestas.

Saludos.

 

[Fogonazo]

Te comento lo siguiente, hice una prueba con la fuente y el amplificador y está trabajando bien, sin señal de entrada medi voltaje y me está entregando +- 107.2V, después conecte un protector de salidas y le inyecte señal de audio, la música sonó clara y nítida con buenos bajos y agudos y sin ruido, cuando llegue a un aprox 60% del volumen de la mezcladora el foco en serie se iluminó con fuerza y el protector se salidas se desconecto, baje el volumen y se volvió a conectar y otra vez todo bien. Al parecer el protector detecto voltaje alto en la salida y se desconecto, pienso que se saturaron los IRFP450 y/o la bobina de salida del amplificador. . . . .

Para realizar pruebas de potencia NO puedes dejar la lámpara serie colocada

 

[cesarpaz]

Gracias por el consejo Fogonazo,

Tienes toda la razón, lo que pasa es que no quiero dañar nada pero lo voy a intentar de nuevo sin la lampara y que sea lo que sea hay que correr el riesgo.

Hola cesarpaz, a veces no es necesario desarmar el transformador, verifica si la fuente tiene lazo de control optoacoplado (realimentación) para ajuste de voltaje, si puedes identificarlo variando un par de componentes vas a poder ajustar a tus necesidades el voltaje de salida de tu SMPS.

He estado analizando la fuente y no encuentro ningún optoacoplador, les estoy enviando fotos de la fuente ya desmontada del disipador.
Lo unico que encuentro es un NE555 que es el posible responsable de la re alimentación a mi juicio, no se que opinen ustedes.

Aun no veo com disminuir el voltaje.

Saludos cordiales.

 

[shevchenko]

Fijate que tiene una linea blanca en la placa qie separa hot de could, si hay una realimentación tiene que pasar esa linea con un opto, sino vas a tener que tocar la parte del pwm (los fuses yo decia en las salidas de +-110v) asi se se pone en corto el amp, vuela los fuses entre el amp y la fuente, el fuse de entrada de los 220v de la fuente no servira en ese caso, los parlantes deben soportar la potencia actual asi no lo dañas y con él, el amp.

 

[cesarpaz]

Si observas en la foto (IMG_20200912_114) a la altura de la linea blanda pero por el otro lado de la placa esta marcado en rojo el espacio para el opto y esta vacio, esta fuente trabaja de otra forma.

Me parece buena idea colocar los fuses a la salida que es dando +/-107v hay que colocarlos entre los +/-107v y el amp. para protección de la fuente, los parlantes estan protejidos por la placa protectora que estoy usando, solo queda en peligro el amplificador.

Que sugieres para modificar el pwm ??

Gracias y saludos.

 

[sebsjata]

En teoría si bajas la frecuencia la tensión no cambia, bueno en realidad si baja por el tema de la transferencia de potencia, pero lo que realmente debes de hacer es modificar el ancho del pulso, si usa un 555 debería de ser facial, levanta el diagrama del oscilador y será mucho mas fácil. Mide la tensión de la fuente con carga y sin carga para ver que tanto baja la tensión, si no baja mucho debe de estar realimentada por algún lado, si baja 3-4 V es a lazo abierto y tienes que modificar el ancho de pulso.

 

[cesarpaz]

Muchas gracias sebsjata, esa prueba ya la realicé, y la tensión permanece estable, no hay variación, entonces si hay realimentación.

Estoy buscando donde está, alguna idea??

Gracias por la opinión.
Saludos.