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

[Monty182]

#Clemen te funcionó bien con ese MOSFET? ya que según vi es un poco mas pesado para el IR

 

[djnanno]

Hola a todos saludos desde Colombia. Hace algunos años tengo dos etapas de este magnifico amplificador trabajando en configuracion BTL o puente, utilizo un inversor de señal con el tl 072 alimento las etapas con +- 100v utilizo mosfets irfp264 (250v) y cargo la salida (positivo-Positivo) con dos cabinas con parlantes de 18" de 2000W c/u en paralelo (2 ohm), los dos inductores de salida lo elabore con alambre multifilar calculado via internet para 30uH. Pregunto: Cual es el efecto que produce el batido de frecuencias por el cual no recomiendan esta configuracion? pues hasta ahora no he percibido distorsiones o ruidos extraños o daños en el amplificador o parlantes. Por favor Ingeniero ejtagle me podria por favor ilustrar un poco mas. Se lo agradeceria inmensamente.

Buenas, una pregunta. Como estas refrigerando esos mosfet? Si no has percibido nada, pues entonces funciona. El tema mayormente esta en como se inducen campos entre ambas bobinas.

Te recomiendo que cambies el modelo de mosfet por algo como IRFP4229 o IRFB4229 ya que los IRFP2XX son obsoletos.

Saludos y me alegro que te funcione tan bien!

 

[Monty182]

Buenas, una pregunta. Como estas refrigerando esos mosfet? Si no has percibido nada, pues entonces funciona. El tema mayormente esta en como se inducen campos entre ambas bobinas.

Te recomiendo que cambies el modelo de mosfet por algo como IRFP4229 o IRFB4229 ya que los IRFP2XX son obsoletos.

Saludos y me alegro que te funcione tan bien!

Creo que si le funciona con esos MOSFET hace ya varios años no tiene porque cambiar nada ni tampoco que son obsoletos, si bien los que nombras son mejores... los que tiene él también son buenos, tiene mas carga de gate y son un poco mas lentos pero igual son bastante buenos.

 

[djnanno]

Pasa que hay algo que no me cuadra. 100V carga de 2ohm en full bridge. La totalidad de la corriente atravieza todos los mosfet en distintos momentos. La matemática dice esto:

V=100V
Ipeak=100V/2ohm = 50A
Im~25A.

IRFP264 A 25°C: Id=38A. Un pico repetitivo de 50A los hubiera carbonizado.

Aun funcionando saquemos unas pocas cuentas mas:
Pd en conduccion:
Pd=0.5*25A*25A*0.075= 25W
Pd en sw (simplificada):
Pd=0.5*Id*Vbus*(tr+tf)*fsw+05*Coss*Vb*Vb*fsw=30W+.5W
Pt=75W.
Tjmax=150°C => tomando un margen Tjmax=150°C*0.7=105°C
Tomamos como condicion normal 50°C. y obtenemos=
Rd-a=((105°C-50°C)/75W)-0.75°C/W=-0.016 (?)
Condiciones algo pesimistas respecto a temperatura ambiente y, hasta ahi nomas, respecto a la disipacion.

Para la potencia expresada ese mosfet NO SIRVE.

No hablemos de un pcb con Ipeak=50A ni de la bobina. Solo me parece sorprendente.

No he visto a los reyes magos, pero si me dices que existen. existen

P/D= Fsw tome 125Khz la fuente de los calculos es Application Note AN-1070 de IRF

 

[mogolloelectro]

Yo alguna vez puse un amplificador clase d en full bridge pero ni siquiera era ucd era el que operaba con tl 074 y use mosfet irf630 con irf9540 y fuente a +/- 57 v bobinas núcleo de aire y aparte de un ruido de alta frecuencia por qué no tenía el chasis cerrado no había nada más raro sonaba súper potente aunque no le exiji mucho y a ese mismo pero solo una etapa lo alcancé a probar con 4 parlantes de 8 ohms y 2 a 6 ohms todos en paralelo y todo bien sin mayor drama yo acá en Colombia ojalá consiguiera fácil los irfb pero hay que traerlos y a coló está el dolor digo el dólar no justifica por ahora tengo unos irf650 para probar y una etapa ucd alimentada en +/- 85v estéreo y irf640 en la salida y trabaja perfecto

 

[broke1790]

Hola amigos, tengo una maldita duda, ya tenia trabajando el amplificador (con configuracion de 80v ) alimentado con una fuente de 50+-, con un filtrado de 4700 uf a 63v y probado con los filtros de salida de audio de nucleo de aire y de ferrita (un T184-2), todo esto con muy buenos resultados a pesar de que mande a encargar los irfp250m.

Todo bien. hasta que me decidi a alimentarlo con su consiguracion para el cual fue armado 80v+-, no podia conseguir el filtrado adeacuado mi mejor opte por unos filtros de 250v a 1500 uf reciclado, el transformador de 50-0-50 ac, dando como un voltaje rectificado de 77+- vcd mas o menos. Al momento de conectarlo noto un ruido de alta frecuencia notable por cierto, esto no pasaba con el voltaje de 55+- (con filtrado de 4700uf a 63v).

Pense sera algun ruido de la entrada de audio mal conectado, pero no era un ruido de la masa del amplificador, al momento de tocar la masa de entrada de audio se notaba mas fuerte, pero no le di importancia y decidi a probarlo con unos bafles de 400w a 4 ohms conectados en serie para no volar el ampli o la fuente. Lo sorprendente fue el claro aumento de potencia pero el ruido era demasiado molesto para ser discreto.

Lo probe un rato a altas potencias, todo bien como dije pero notaba que al momento de apagarlo, el clasico clock-clock (cuando se encienden o apagan los mosfet) era demasiado fuerte casi reventaban las bocinas. Ya al final cuando decidi apagarlo de plano, el ultimo clock-clock volo los transistores irfp250m, para mi mandita suerte eran los ultimos que mande a encargar y ya no tengo fondos para comprar otros. Cheque bien la placa y no hay daños, ni el ir2110 sufrio daños, no hay corto alguno en la placa, solo los mosfet.

A otra cosa, cuando agarraba la bobina de aire o le metia el dedo en medio de ella se hacia mas notable el ruido.

Mi dudas , fue una estupides colocar filtros tan bajos en uf y no colocar unos de 10000 uf, eso prodria haber afectado en algo?

Tambien creo que posiblemente sean los mosfet irfp250m (los consegui con mouser), tal vez me costo la muerte de mi amplificador por mi tacañeria, por no querer comprar los irfp250n (IR) o los irfp250 (vishay)?

Sera mejor colocar un protector de parlantes, para que espere el tiempo de encendido del amplificador eso me quedo claro.

Les cuelgo la foto del transistor para que opinen.

 

[Monty182]

Hola amigos, tengo una maldita duda, ya tenia trabajando el amplificador (con configuracion de 80v ) alimentado con una fuente de 50+-, con un filtrado de 4700 uf a 63v y probado con los filtros de salida de audio de nucleo de aire y de ferrita (un T184-2), todo esto con muy buenos resultados a pesar de que mande a encargar los irfp250m.

Todo bien. hasta que me decidi a alimentarlo con su consiguracion para el cual fue armado 80v+-, no podia conseguir el filtrado adeacuado mi mejor opte por unos filtros de 250v a 1500 uf reciclado, el transformador de 50-0-50 ac, dando como un voltaje rectificado de 77+- vcd mas o menos. Al momento de conectarlo noto un ruido de alta frecuencia notable por cierto, esto no pasaba con el voltaje de 55+- (con filtrado de 4700uf a 63v).

Pense sera algun ruido de la entrada de audio mal conectado, pero no era un ruido de la masa del amplificador, al momento de tocar la masa de entrada de audio se notaba mas fuerte, pero no le di importancia y decidi a probarlo con unos bafles de 400w a 4 ohms conectados en serie para no volar el ampli o la fuente. Lo sorprendente fue el claro aumento de potencia pero el ruido era demasiado molesto para ser discreto.

Lo probe un rato a altas potencias, todo bien como dije pero notaba que al momento de apagarlo, el clasico clock-clock (cuando se encienden o apagan los mosfet) era demasiado fuerte casi reventaban las bocinas. Ya al final cuando decidi apagarlo de plano, el ultimo clock-clock volo los transistores irfp250m, para mi mandita suerte eran los ultimos que mande a encargar y ya no tengo fondos para comprar otros. Cheque bien la placa y no hay daños, ni el ir2110 sufrio daños, no hay corto alguno en la placa, solo los mosfet.

A otra cosa, cuando agarraba la bobina de aire o le metia el dedo en medio de ella se hacia mas notable el ruido.

Mi dudas , fue una estupides colocar filtros tan bajos en uf y no colocar unos de 10000 uf, eso prodria haber afectado en algo?

Tambien creo que posiblemente sean los mosfet irfp250m (los consegui con mouser), tal vez me costo la muerte de mi amplificador por mi tacañeria, por no querer comprar los irfp250n (IR) o los irfp250 (vishay)?

Sera mejor colocar un protector de parlantes, para que espere el tiempo de encendido del amplificador eso me quedo claro.

Les cuelgo la foto del transistor para que opinen.

Es complicado ayudarte ya que según lo que cuentas armaste todo a tu antojo y no como debería ser.
En la configuración de +-80 y alimentado con +-50 no creo que ni arranque el ampli.
Además se nota que no leíste el tema.

 

[broke1790]

En cuestion de colocacion de ciertos componentes como los capacitores de mica, no respete la indicacion de ese tipo de material, coloque casi en su mayoria de poliester y algunos ceramicos, ya que los de mica salian muy caros. Pero por hay lei, que no habia incovenientes con capacitores de poliester.

En mi caso no tube problemas con los capacitores de poliester, pues funciono muy bien con los rangos de voltajes de 55+-, solamente el incoveniente del calentamientamiento del ir2110. Cosa extraña que cuando aplique los voltajes mas altos no calentaba tanto el ir2110.

YO le tiro mas a los transistores chinos, que en realidad los irfp250m son de fabricacion china bajo licencia de IR. El chip tiene una pesima calidad, el cristal se hace polvo cuando le aplicas fuerza, cosa extraña, tengo un tip115 antiguo ya con el chip visible y es completamente solido, duro como piedra. y se aprecia las impresiones de las pistas del material semiconductor ( yo le digo tipo sebra, por que aprecia los puntos de conecxion y estampado del material semiconductor sobre el cristal).

Bueno en todo caso, boy a tratar de con seguir los irfp4229 y probar que pasa.

SALUDOS.

 

[djnanno]

Si se quemaron los msofet, se quemo el IR. Quizas hasta se quemo el par diferencial, si este se quemo, entonces se quemo el lm311.

Al aumentar la tensión aumenta la corriente pico en la bobina, aumenta su emisión de RF y por ello aumenta el ruido. Por otro lado, al aumentar la tensión cambia la ganancia del ampli y a mayor ganancia mayor suceptibilidad al ruido. El filtrado pobre en este amplificador no es una buena idea ya que esos Pop hacen amentar la tensión de fuente, quizas hasta por encima del limite de los mosfet.

Por otro lado, si, utiliza un protector. Ese POP es corriente continua que va a volarte algo mas.

P/D, si no consigues capacitores de esa tensión coloca en un arreglo paralelo serie 4 cap de 4700uFx50V, asi lograrás 4700uF a 100V.

Los de polyester no poseen un comportamiento optimo para alta frecuencia. Como regla general en baja señal(salvo excepciones) cuando veas un cap en SERIE con la señal, será polyester. Cuando veas un capacitor en "paralelo" con la señal, será un cerámico.


Donde hay un capacitor de mica, no debes poner uno de polyester. en todo caso un cerámico.

Saludos

 

[broke1790]

Cual seria el filtrado optimo del amplificador, para ser utilizado en una fuente lineal (con transformador).
Por que por hay lei, que recomiendan unos 20 000 uf por rama.
Tambien el problema de la bobina, creo que ya lo tengo superado, puesto que unicamente lo probe con la bobina de nucleo de aire, pero ya vi los resultados por no armarla correctamente.

Por el momento no cuento con indcutometro, para medir una bobina con nucleo de ferrita (la T184-2), Pero esta ultima la calcule por software y no creo que este mal bobinada. De hecho ya la tengo armada y ya la habia probado, pero reduce su calidad de audio, no se compara con la de aire.

No enceuntro la manera correcta de checar el lm311, el ir2110 y el par diferencial. De manera visual los ultimos mencionados no se ven "quemados", ya medi los transistores del par diferencial y no hay corto alguno. Creo que puedo comprobar el lm311 con un circuito de control de velocidad, aver si funciuona. Pero el ir2110 ni idea de como probarlo, o solamente pasarle el tester pin por pin para ver si se encuentra un corto o algo.

Tambien una preguntota, puedo alimentarlo asi como esta sin los mosfet montados para checar las tensiones o algun corto existente o seria una estupides?

Ya cheque la placa de manera general y parece que no hay ningun corto alguno con el tester.

Bueno en todo caso les dire lo que pase, en cuanto consiga un par de mosfet originales y unos condensadores ceramicos para remplazar los de poliester. A ver si puedo porque aorita no tengo lana.

SAludos.

 

[clemen]

#Clemen te funcionó bien con ese MOSFET? ya que según vi es un poco mas pesado para el IR

Estas etapas las arme tan pronto se inicio este post inicialmente utilice el irfp 250 pero estos son a 200volt y la alimentacion que tengo es -+100v (200v). Como veras a pesar que funcionaban un tiempo, se quemaban los mosfets. Con los irfp264 llevo dos años y todo bien
Lo he probado en estereo a 8 y 4 ohms y en BTL a 4 y 2 ohms

Buenas, una pregunta. Como estas refrigerando esos mosfet? Si no has percibido nada, pues entonces funciona. El tema mayormente esta en como se inducen campos entre ambas bobinas.

Te recomiendo que cambies el modelo de mosfet por algo como IRFP4229 o IRFB4229 ya que los IRFP2XX son obsoletos.

Saludos y me alegro que te funcione tan bien!

Cada etapa tiene en disipacion un lamina de aluminio de 3mm de espesor 8cm de alto por 20 cms de largo forma una u alrededor de la tarjeta impresa. Las bobinas estan una al lado de la otra separadas por un cm colocadas verticalmente y separadas del chasis metalico con herrajes de pvc. Es como si estuvieran suspendidas en el aire. Las bobinas son en nucleo de aire y un ventilador de pc ventila todo el sistema. Este amplificador en todas las configuraciones que he utilizado es muy poco lo que calienta en comparacion con un ampli clase AB

Pasa que hay algo que no me cuadra. 100V carga de 2ohm en full bridge. La totalidad de la corriente atravieza todos los mosfet en distintos momentos. La matemática dice esto:

V=100V
Ipeak=100V/2ohm = 50A
Im~25A.

IRFP264 A 25°C: Id=38A. Un pico repetitivo de 50A los hubiera carbonizado.

Aun funcionando saquemos unas pocas cuentas mas:
Pd en conduccion:
Pd=0.5*25A*25A*0.075= 25W
Pd en sw (simplificada):
Pd=0.5*Id*Vbus*(tr+tf)*fsw+05*Coss*Vb*Vb*fsw=30W+.5W
Pt=75W.
Tjmax=150°C => tomando un margen Tjmax=150°C*0.7=105°C
Tomamos como condicion normal 50°C. y obtenemos=
Rd-a=((105°C-50°C)/75W)-0.75°C/W=-0.016 (?)
Condiciones algo pesimistas respecto a temperatura ambiente y, hasta ahi nomas, respecto a la disipacion.

Para la potencia expresada ese mosfet NO SIRVE.

No hablemos de un pcb con Ipeak=50A ni de la bobina. Solo me parece sorprendente.

No he visto a los reyes magos, pero si me dices que existen. existen

P/D= Fsw tome 125Khz la fuente de los calculos es Application Note AN-1070 de IRF

No se si es lo mismo pero lo que tengo son dos etapas half bridge configuradas para que trabajen en puente. No soy muy versado en calculos matematicos y soy consciente que gracias a ellos existen estos equipos. Lo que estoy compartiendo lo he realizado a prueba y ensayo y esta funcionando. Esto es el motivo de mis inquietudes.
Saludos y mis respetos.

 

[djnanno]

Cual seria el filtrado optimo del amplificador, para ser utilizado en una fuente lineal (con transformador).
Por que por hay lei, que recomiendan unos 20 000 uf por rama.
Tambien el problema de la bobina, creo que ya lo tengo superado, puesto que unicamente lo probe con la bobina de nucleo de aire, pero ya vi los resultados por no armarla correctamente.

Por el momento no cuento con indcutometro, para medir una bobina con nucleo de ferrita (la T184-2), Pero esta ultima la calcule por software y no creo que este mal bobinada. De hecho ya la tengo armada y ya la habia probado, pero reduce su calidad de audio, no se compara con la de aire.

No enceuntro la manera correcta de checar el lm311, el ir2110 y el par diferencial. De manera visual los ultimos mencionados no se ven "quemados", ya medi los transistores del par diferencial y no hay corto alguno. Creo que puedo comprobar el lm311 con un circuito de control de velocidad, aver si funciuona. Pero el ir2110 ni idea de como probarlo, o solamente pasarle el tester pin por pin para ver si se encuentra un corto o algo.

Tambien una preguntota, puedo alimentarlo asi como esta sin los mosfet montados para checar las tensiones o algun corto existente o seria una estupides?

Ya cheque la placa de manera general y parece que no hay ningun corto alguno con el tester.

Bueno en todo caso les dire lo que pase, en cuanto consiga un par de mosfet originales y unos condensadores ceramicos para remplazar los de poliester. A ver si puedo porque aorita no tengo lana.

SAludos.

Para la fuente: https://www.forosdeelectronica.com/f31/algunas-pautas-diseno-fuentes-alimentacion-audio-17791/

El ir2110, dalo por muerto. Revisa el TIP y el zener asociado.
En este caso, el problema del IR estará en la fuente flotante, que si no hay conmutación nunca enciende. por lo que si, no tiene mucho sentido. Pero nada debería morir si lo haces. Puedes realizar algunas otras pruebas como las mencionada al principio del tema por el Ing tagle.

Clemen, me sorprende que no se hallan quemado los mosfet. Pero si funciona.. En hora buena, que siga asi nomas! Saludos

 

[crazysound]

Estas etapas las arme tan pronto se inicio este post inicialmente utilice el irfp 250 pero estos son a 200volt y la alimentacion que tengo es -+100v (200v). Como veras a pesar que funcionaban un tiempo, se quemaban los mosfets. Con los irfp264 llevo dos años y todo bien
Lo he probado en estereo a 8 y 4 ohms y en BTL a 4 y 2 ohms




Cada etapa tiene en disipacion un lamina de aluminio de 3mm de espesor 8cm de alto por 20 cms de largo forma una u alrededor de la tarjeta impresa. Las bobinas estan una al lado de la otra separadas por un cm colocadas verticalmente y separadas del chasis metalico con herrajes de pvc. Es como si estuvieran suspendidas en el aire. Las bobinas son en nucleo de aire y un ventilador de pc ventila todo el sistema. Este amplificador en todas las configuraciones que he utilizado es muy poco lo que calienta en comparacion con un ampli clase AB


No se si es lo mismo pero lo que tengo son dos etapas half bridge configuradas para que trabajen en puente. No soy muy versado en calculos matematicos y soy consciente que gracias a ellos existen estos equipos. Lo que estoy compartiendo lo he realizado a prueba y ensayo y esta funcionando. Esto es el motivo de mis inquietudes.
Saludos y mis respetos.

Hola Clemen, en primer lugar te felicito por el ampli que has tenido funcioanndo por 2 años a pura experiencia!!..sos uno de los míos...

Ahora cuál es el diagrama fullbridge que has usado..

Saludos..

 

[Cdma System]

Ahora cuál es el diagrama fullbridge que has usado..

Saludos..

el de doctor z. ezaballa va como piña

 

[clemen]

Hola Clemen, en primer lugar te felicito por el ampli que has tenido funcioanndo por 2 años a pura experiencia!!..sos uno de los míos...

Ahora cuál es el diagrama fullbridge que has usado..

Saludos..

No es una etapa fullbridge. Son dos etapas del UCD de este foro conectadas de manera normal pero a las cuales le coloco un inversor de señal a las entradas. Este artilugio hace que una tarjeta sea positiva y la otra negativa por lo que la salida de parlante se toma de los bornes positivos de las tarjetas. Tambien puedes conectar los parlantes de manera normal(+-) pero tienes que invertir la conexion de uno de ellos para contrarrestar la inversion o desfase de la señal en una de las tarjetas.
Un abrazo

 

[felixreal]

Hooola_que_tal !

Bueno, aquí está! Ha funcionado a la primera, salvo un par de detalles:

Estoy probando con 40+40v, aunque el diseño es para +-57V

La bobina(provisional) se calienta un poco, así como el TIP, nada que no solucione un poco de aire. La definitiva, una Coilcraft de 25A, llegará en breve.....

Tengo 420-480mV a la salida, no me preocupa mucho, pero intentaré dejarlo en menos, a ver con la nueva bobina.

Para las pruebas estoy usando un subwoofer de 8 Ohmios y 600Wrms, así que veo difícil dañarlo....(y menos aún con lámpara serie...)

Eso sí, estoy haciendo un protector con el uPC1237, ya que mete unos "pop" importantes.
Adjunto fotos.

Saludos!!!

 

[Cdma System]

Hooolaquetal!!!!


Tengo 420-480mV a la salida, no me preocupa mucho, pero intentaré dejarlo en menos, a ver con la nueva bobina
Saludos!!!

Para bajar el offset tenés la opción. de agregar el trimer multi vueltas con el capacitor en paralelo a una de las patas del LM, está mejor explicado a lo largo del tema.

 

[crazysound]

No es una etapa fullbridge. Son dos etapas del UCD de este foro conectadas de manera normal pero a las cuales le coloco un inversor de señal a las entradas. Este artilugio hace que una tarjeta sea positiva y la otra negativa por lo que la salida de parlante se toma de los bornes positivos de las tarjetas. Tambien puedes conectar los parlantes de manera normal(+-) pero tienes que invertir la conexion de uno de ellos para contrarrestar la inversion o desfase de la señal en una de las tarjetas.
Un abrazo

Hola Clemen. Si si entiendo lo de la inversión de señal, lo he hecho muchas veces con los AB.

Entendí mal tu post..

Saludos..

Felixreal. Te felicito por la placa!! Se ve muy prolija!

Qué capacitores has usado de 1u (los amarillos)?

 

[clemen]

Hooolaquetal!!!!

Bueno, aquí está! Ha funcionado a la primera, salvo un par de detalles:

Estoy probando con 40+40v, aunque el diseño es para +-57V

La bobina(provisional) se calienta un poco, así como el TIP, nada que no solucione un poco de aire. La definitiva, una Coilcraft de 25A, llegará en breve.....

Tengo 420-480mV a la salida, no me preocupa mucho, pero intentaré dejarlo en menos, a ver con la nueva bobina.

Para las pruebas estoy usando un subwoofer de 8 Ohmios y 600Wrms, así que veo difícil dañarlo....(y menos aún con lámpara serie...)

Eso sí, estoy haciendo un protector con el uPC1237, ya que mete unos "pop" importantes.
Adjunto fotos.

Saludos!!!

Con ese voltaje a la salida se te va a disparar el rele del protector y ese voltaje con el tiempo te quema la bobina del parlante. Yo tuve ese problema en mis tarjetas y lo corregi colocando un control ajustable de 100k o mas entre los voltajes de alimentacion y la entrada de señal del operacional asi: un extremo del control a V+ el otro extremo a V- y la patita central va a la entrada de señal asi puedes regular el voltaje dc girando el control a izquierda o la derecha dependiendo de si el voltaje es positivo o negativo
saludos

 

[felixreal]

Hooola_que_tal !

Gracias por comentar.

Experimentador y Clemen:

Probaré lo del trimmer, ya que no me convence el voltaje a la salida. Cuando decía que no me preocupa mucho, es por que se va a usar esporádicamente, pero voy a hacer las cosas bien. Entiendo que con V+ y V- te refieres a la tensión de alimentación del ampli, ¿no? De todas formas voy a esperar que me llegue la bobina "definitiva", a ver qué hace entonces.... ya que he leído que incluso la posición del inductor puede ser crítica para el offset.....

Ésta es la bobina, por si alguien quiere echarle un vistazo: Coilcraft AGP4233-333ME
http://www.coilcraft.com/pdfs/agp4233.pdf

No creo que disparase el protector, ya que el umbral de disparo puede configurarse con un par de resistencias. Con el arreglo del datasheet el umbral está en torno a 1,5-2v.

Crazysound: los condensadores son de 1uF 100v, comprados por eBay, me salieron muy baratos un pack de 50; así que regalo algunos si alguien no los encuentra.... Lástima que estés tan lejos.....

Saludos!!!!