Diseño de un Amplificador de Ocho Canales

[Dr. Zoidberg]

En eso estaba pensando, si bien no sé si los de este trafo soportan 200°C seguro que si soportan 120 o 160°C

 

[Fogonazo]

Luego de 2 horas y media en reposo, las lecturas son las siguientes:. . . .
Transformadores: 50.3 y 50.9 ºC . . . .
Cada vez me gusta menos la temperatura de los trafos. . .

¿ Que temperatura había por tus pagos al momento de la prueba ?

 

[aadf]

Hola,

Mediste el consumo de corriente en reposo?
Raro que caliente tanto el trafo....

saludos,
Andres.

 

[Dr. Zoidberg]

¿ Que temperatura había por tus pagos al momento de la prueba ?

Mas o menos 18°C....

Mediste el consumo de corriente en reposo?

Lo debería haber medido, pero asumo que es por la carga de los capacitores, por que cuando cambié los puentes mandé el trafo directo a 220 con la lámpara serie de 100W y solo dió un destello y se apagó, pero cuando repetí la operación solo con puentes y filtros conectados la lámpara quedó mas que levemente encendida...

 

[Rorschach]

Luego de 2 horas y media en reposo, las lecturas son las siguientes:
Transformadores: 50.3 y 50.9 ºC
Cada vez me gusta menos la temperatura de los trafos...

Hola Zoidberg ☺ !, la temperatura es algo alta ! ¿ hay mucha diferencia entre la corriente de reposo, y la corriente a máxima potencia ?, debieras medir temperatura a máxima potencia, y si no pasa de los +- 75 grados, estaría bien, igualmente habría que fijarse si esa temperatura es inconveniente para los demás componentes.
No creo que soporte 120 grados como dices, porque en los trafos chicos comerciales casi nadie usa alambres esmaltados que soportan 155, 180, o 200 grados ( muy caros), generalmente se usa alambre esmaltado conocido como "modificado", que soporta 105 grados, aparte tener trafos dentro de un gabinete a 105 grados, diría que no es aconsejable.-

En este cuarenténico día, hice esto, quizás te sirva de referencia :
Tomé un trafito comercial (Alamtec, La casa del transformador) de 6V 50VA, y lo cargué al máximo , entre 8, y 8,34 A (variación de linea), durante dos horas, y luego tome temperatura del núcleo, y del bobinado, con una temperatura ambiente de 20 grados C.-

El trafo es de 7,7 cm2 de núcleo, laminación 77, 22 mm de rama central, por 35 mm de apilado, digamos que es bien comercial : 1,1 x raiz cuadrada de 50VA : 7,78 cm2, y no agrega nada por pérdidas, y apilado.-

Máxima Carga durante 2 horas, temperatura ambiente 20 grados C


Temperatura núcleo : 52 grados C


Temperatura Bobinado: 56 grados C
​

 

[Juan Carlos Hernández Púa]

Mas o menos 18°C....


Lo debería haber medido, pero asumo que es por la carga de los capacitores, por que cuando cambié los puentes mandé el trafo directo a 220 con la lámpara serie de 100W y solo dió un destello y se apagó, pero cuando repetí la operación solo con puentes y filtros conectados la lámpara quedó mas que levemente encendida...

Efectivamente, creo que a veces ponemos MUCHOS microfaradios tras el puente rectificador y provocamos un calentamiento de los trafos en reposo (ver mi experiencia con el JLH 1969).
Hacemos una etapa y no bajamos de 10000 microfaradios de filtrado.... Recuerdo ver los circuitos de revistas de renombre en mi etapa de estudiante por 1982 y el Ekin, antes el Edwin de Elector usaban 3300 micros... JLH en su diseño también (clase A y elevado consumo) ahora hacemos una etapa de 50 w y le enchufados 10000micros por rama.... Creo que innecesario y forzamos el trafo en el arranque (pues un condensador descargado es prácticamente un corto) y en reposo.... No te extrañe que en funcionamiento el trafo se mantenga a esa temperatura y no se caliente más.....

 

[Dr. Zoidberg]

Hola Zoidberg ☺ !, la temperatura es algo alta ! ¿ hay mucha diferencia entre la corriente de reposo, y la corriente a máxima potencia ?, debieras medir temperatura a máxima potencia, y si no pasa de los +- 75 grados, estaría bien, igualmente habría que fijarse si esa temperatura es inconveniente para los demás componentes.
No creo que soporte 120 grados como dices, porque en los trafos chicos comerciales casi nadie usa alambres esmaltados que soportan 155, 180, o 200 grados ( muy caros), generalmente se usa alambre esmaltado conocido como "modificado", que soporta 105 grados, aparte tener trafos dentro de un gabinete a 105 grados, diría que no es aconsejable.-

En este cuarenténico día, hice esto, quizás te sirva de referencia :
Tomé un trafito comercial (Alamtec, La casa del transformador) de 6V 50VA, y lo cargué al máximo , entre 8, y 8,34 A (variación de linea), durante dos horas, y luego tome temperatura del núcleo, y del bobinado, con una temperatura ambiente de 20 grados C.-

El trafo es de 7,7 cm2 de núcleo, laminación 77, 22 mm de rama central, por 35 mm de apilado, digamos que es bien comercial : 1,1 x raiz cuadrada de 50VA : 7,78 cm2, y no agrega nada por pérdidas, y apilado.-

Ver el archivo adjunto 194406



Máxima Carga durante 2 horas, temperatura ambiente 20 grados C
Ver el archivo adjunto 194407

Temperatura núcleo : 52 grados C
Ver el archivo adjunto 194408

Temperatura Bobinado: 56 grados C
Ver el archivo adjunto 194409​

Gracias Gustavo por tomarte el laburo de la medición!!!
Despues de meditar y leer un poco por el foro, estoy convencido que el motivo del calentamiento es la elevada carga capacitiva en el secundario.
Hoy tengo que abrir otra vez el amplificador por que tengo otro problema que luego les voy a contar, y voy a aprovechar para meter la pinza amperométrica y medir la corriente del primario (la pinza no es TrueRMS) con y sin carga capacitiva...y ahí va a aparecer el causante del problema.
Tambien voy a simular un poco con valores mas reales de resistencias del trafo para ver como hemos quedado...

Efectivamente, creo que a veces ponemos MUCHOS microfaradios tras el puente rectificador y provocamos un calentamiento de los trafos en reposo (ver mi experiencia con el JLH 1969).
Hacemos una etapa y no bajamos de 10000 microfaradios de filtrado.... Recuerdo ver los circuitos de revistas de renombre en mi etapa de estudiante por 1982 y el Ekin, antes el Edwin de Elector usaban 3300 micros... JLH en su diseño también (clase A y elevado consumo) ahora hacemos una etapa de 50 w y le enchufados 10000micros por rama.... Creo que innecesario y forzamos el trafo en el arranque (pues un condensador descargado es prácticamente un corto) y en reposo.... No te extrañe que en funcionamiento el trafo se mantenga a esa temperatura y no se caliente más.....

Gracias Juan Carlos!!
Estuve revisando tu experiencia con el JLH y estoy convencido que mi problema es el mismo solo que en mi caso tengo 4 amplificadores de 40W colgados de cada trafo. Como comenté arriba, hoy voy a tratar de medir un poco para no hablar en el aire.

Novedades:
Luego de rearmar el amplificador y volver a ensayarlo, este se mantiene en completo silencio hasta que conecto cables de señal cuyas masas "puentean" ambas mitades...que es cuando comienza otra vez el HUUUMMM.
Viendo esto, conecté agudos y medios a 4 amplificadores de un lado y los subwoofers a los cuatro del otro lado pero en BTL...y empezó el ruido. Desconectando los cables de señal de los subs pude escuchar a la perfección y sin un ruido los medios y agudos.
En resumen, voy a cambiar la configuración del amplificador para que quede un Dual-Quad, como si fueran dos amplificadores de cuatro canales independientes y dentro del mismo gabinete. Esto solo requiere eliminar el puente de masas y agregar otro loop-breaker.

Consejo:
No armen un amplificador de multiples canales con trafos independientes en el mismo esquema que yo he usado.
Es preferible construir dos trafos de secundario simple, meterle un rectificador y filtrado a cada uno, y conectar en serie las salidas para lograr la alimentacion de doble polaridad.
Esto hubiera reducido a la mitad la cantidad de rectificadores, de filtros y de cableado de potencia, y una GND unificada hubiera permitido combinar los canales a su antojo.

Ya sé para la próxima...lpm

 

[Dr. Zoidberg]

Bue...otra vez al desarme, y medir...no he podido medir como corresponde, por que intenté usar la pinza amperométrica pero los cables que debo medir están a un par de centímetros de los transformadores y parece que el campo magnético disperso de los trafos (y la calidad de la pinza ) se conjugan para que mida cualquier cosa...desde 60mA a 2.4A . El valor que mas se repetía era cerca de 1.2A...pero es imposible que sea eso, por que puse la lámpara serie con foco de 100W y no se iluminaba...pero si se calentaba un poco. Finalmente mandé el Beckman en serie con la línea de 220 al relay de encendido y quité el fusible del otro lado para que solo leyera la carga del trafo izquierdo: resultado --> 160mA de corriente magnetizante... que parece ser un valor normal para los trafos E-I de esa potencia.
Así las cosas, desconecté los rectificadores de los filtros para el trafo que mas calienta (lado izquierdo) y lo dejé así, sin carga ni capacitores por dos horas y media: resultado --> 43º.
Evidentemente hay un problema de diseño/construcción de ambos trafos (el otro se calienta un par de grados menos), por que sin carga en el secundario:
1- O hay muuuchas pérdidas en el primario por la corriente magnetizante, que es muy alta para "mi gusto"...pero que con una resistencia del primario de 6.5 ohms solo genera una disipación de 180mW (te encargo el cos FI)
2- O hay muuuchas pérdidas en el hierro por que le han sacudido una inducción muy alta (hasta donde recuerdo, muy alta es mas de 12.000 Gauss), pero lo que me llama la atención es que no hay ni gota de magnetoestricción que haga vibrar el chaperío del trafo.
3- Y/O hay una importante circulación de corrientes parásitas de Eddy por falta de aislamiento de las chapas del trafo, y ya que estamos, me late que los tornillos que sujetan las chapas y mantienen armado al trafo no-están-aislados de todas las chapas...pero se "sienten" mas fríos que el núcleo.

Ahora, bajo carga capacitiva y con la polarización (estática o nó) de los TDA7294, mas los relays mas los conmutadores ST/BTL, la historia es muy diferente. Les dejo las simulaciones que he hecho para ver como cambia (tengan en cuenta que es solamente la mitad del trafo!! así que lo que voy a mostrar hay que multiplicarlo por dos):

A) Con carga capacitiva de los filtros para 5000uF, 10000uF y 20000uF mas una carga de mas o menos 1A: Vean que el consumo es casi independiente de los filtros y ronda 1.8Arms


B) Con carga capacitiva de los filtros para 20000uF mas la carga de los conmutadores ST/BTL y la polarización estática de los 4 TDA7294 a valor promedio (30mA por chip...pero cuando medí hace mucho era algo de casi 50mA) y ahora tenemos casi 500mArms.


Acepto sugerencias... pero creo que el calor del núcleo es por pérdidas en el hierro...y ahí no se que hacer (nada??)

 

[Fogonazo]

. . . . Acepto sugerencias... pero creo que el calor del núcleo es por pérdidas en el hierro...y ahí no se que hacer (nada??) . . .

Puede que si o puede que NO.
Verificaste que los tornillos que ajustan las chapas estén aislados de las mismas ??
Caso afirmativo: "No dije nada"
Caso negativo: Retiras los tornillos de a uno por vez, le colocas un termo-contraíble y lo colocas nuevamente en el bujero de las chapas.
Esos "Pícaros" tornillos se les da por hacer corto con las chapas

 

[Dr. Zoidberg]

Verificaste que los tornillos que ajustan las chapas estén aislados de las mismas ??

No lo he verificado, pero voy a "tratar de sacar" los de arriba (por que para los de abajo debo desarmar todo el amplificador) y ver como están. Tal vez eso sea parte del problema...

 

[Rorschach]

Hola Zoidberg, ¿me podrías decir de cuantos cm2 es la sección del núcleo de cada transformador?
Creo haber visto en el post que los trafos son de 350 VA.-
Si no entendí mal, con los trafos conectados a 220 Vca, y los secundarios abiertos, ¿ toman +- 43 grados C?, si es así, algo hicieron mal donde los mandaste a construir.-

 

[Dr. Zoidberg]

¿me podrías decir de cuantos cm2 es la sección del núcleo de cada transformador?

Hola Rorschach!
No encuentro el papel con las dimensiones de las chapas del núcleo, pero el apilado es de 6cm y el espesor de la pierna central parecen ser 3.2cm (no puedo medirlo bien por que no tengo espacio), lo que daría una sección de 19.2 cm2. Parece ser una chapa 125, por que el ancho de la chapa es de 95mm.

Creo haber visto en el post que los trafos son de 350 VA.-

Si, pero unos mensajes despues lo corregí, por que la fórmula que yo uso divide la sección por 1.5 y resultan 163VA, mientras que si divido por 1.1 me salen 305VA.

Si no entendí mal, con los trafos conectados a 220 Vca, y los secundarios abiertos, ¿ toman +- 43 grados C?

No taaan abiertos, pero casi, por que tienen los puentes rectificadores conectados pero no tienen enganchados los 20KuF de filtrado...y tampoco la carga.

si es así, algo hicieron mal donde los mandaste a construir.

Eso me está pareciendo...

 

[Fogonazo]

Dr. "Z" no recuerdo haber leído si probaste los transformadores en vacío, sin rectificadores ni naaa eh naaa conectado
Caso afirmativo: ¿ Resultados ?

 

[Dr. Zoidberg]

Si, los probé cuando me los entregaron y ahí encontré uno que tenía 1V menos que el otro y se lo llevé a que lo arreglara (las historias ocultas de este hilo), pero nunca le pegué dos horas seguidas en vacío para verificar temperatura, solo verifiqué las tensiones de salida y la vibración de las chapas.
Este hombre me hizo el trafo del ampli de 40+40W y el reemplazo del de la compactera Technics que está enchufado permanentemente por que el switch corta el secundario, y está ahí hace como 10 años y no se calienta ni nada...

 

[Rorschach]

Hola Rorschach!
No encuentro el papel con las dimensiones de las chapas del núcleo, pero el apilado es de 6cm y el espesor de la pierna central parecen ser 3.2cm (no puedo medirlo bien por que no tengo espacio), lo que daría una sección de 19.2 cm2. Parece ser una chapa 125, por que el ancho de la chapa es de 95mm.

Si, pero unos mensajes despues lo corregí, por que la fórmula que yo uso divide la sección por 1.5 y resultan 163VA, mientras que si divido por 1.1 me salen 305VA.

No taaan abiertos, pero casi, por que tienen los puentes rectificadores conectados pero no tienen enganchados los 20KuF de filtrado...y tampoco la carga.

Eso me está pareciendo...

Si, por la moneda de un peso arriba del trafo, y sacando proporciones supuse que era laminación 125, por 6 cm de apilado, ahora más allá de los cálculos, ¿cuantos VA reales necesitás?.-
Debes tomar la corriente de vacío, con los secundarios abiertos, saca los puentes rectificadores.
Si sigue calentado a 43 grados en vacío, es porque la laminación es de muy mala calidad, cosa que a simple vista no parece, pero...., o poca cantidad de espiras en el primario respecto de las que realmente necesita ese núcleo, me inclino más por ello, pero..., puede también que sea una combinación de ambas.-

 

[Dr. Zoidberg]

Ok. Mañana pruebo de nuevo.
Habrá que desarmar un poco mas...
Gracias!!

 

[DJ T3]

Dr. "Z" no recuerdo haber leído si probaste los transformadores en vacío, sin rectificadores ni naaa eh naaa conectado
Caso afirmativo: ¿ Resultados ?

Así las cosas, desconecté los rectificadores de los filtros para el trafo que mas calienta (lado izquierdo) y lo dejé así, sin carga ni capacitores por dos horas y media: resultado --> 43º.

 

[Dr. Zoidberg]

¿cuantos VA reales necesitás?.-

Y..son 4 amplificadores de 40W por cada trafo. Suponiendo que no todos deben entregar la misma potencia al mismo tiempo, lo mínimo mínimo admisible es 160VA reales para evitar que bailen mucho las lineas de alimentación y que caiga mucho la tensión bajo demanda.

Debes tomar la corriente de vacío, con los secundarios abiertos, saca los puentes rectificadores.

Ahora la estoy tomando así, con todos los terminales del secundario al aire y en 2 horas ya vá por 43 ºC...huuummmm



La chapa fué rescatada de un par de trafos viejos (antes de los 90s) que estaban tirados en un mueble por que les habían quemado los secundarios, uno haciendo "experimentos" y el otro por que un inteligente lo conectó al revés. A esas chapas hubo que agregarle un 30% más por que no alcanzaban para la sección necesaria.

Caso negativo: Retiras los tornillos de a uno por vez, le colocas un termo-contraíble y lo colocas nuevamente en el bujero de las chapas

No tienen aislación, pero la única forma de "aislarlos" es cambiando los tornillos, por que el bújero tiene 6mm de diámetro y los tornillos tienen casi 5mm (supongo que son 3/16", que con el termocontraíble encima...no dentran.

 

[Fogonazo]

. . . . No tienen aislación, pero la única forma de "aislarlos" es cambiando los tornillos, por que el bújero tiene 6mm de diámetro y los tornillos tienen casi 5mm (supongo que son 3/16", que con el termocontraíble encima...no dentran.

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Edit:
Esto va como consejo, no creo que le sirva al Dr"Z" pero si a uno que otro que pudiera estar leyendo:
Nunca, Jamás, Never, Never in "F" the life se perforan las chapas o se repasan los agujeros.
Las rebarbas que quedan son garantía de cortocircuito entre chapas e incremento de corrientes parásitas.
Tampoco se lijan, cepillan con alambre o se someten a cualquier sistema "Abrasivo".
Solo es válido pasar un trapo.

 

[Rorschach]

Y..son 4 amplificadores de 40W por cada trafo. Suponiendo que no todos deben entregar la misma potencia al mismo tiempo, lo mínimo mínimo admisible es 160VA reales para evitar que bailen mucho las lineas de alimentación y que caiga mucho la tensión bajo demanda.

Buenas noches Zoidberg !!!
No debiera entonces haber problemas por el lado de la potencia, si los recalculaste para 305 VA, el problema está en la calidad de la chapas, o que tiene pocas espiras el primario, o las 2 cosas como te dije antes, creo haber leído que le dieron 12000 gauss de B, para una chapa comercial común es mucho, debe ser 10000 gauss, y si no conoces el origen (caso tuyo), capaz que es una doble decapada, entonces debe ser 8000 gauss.
Ya con eso, y aunque el primario tenga la cantidad de espiras que corresponde para B : 12000 gauss, eso hace que el núcleo caliente porque la chapa es para 10000 gauss, y peor si la chapa es para 8000 gauss.
Ahora puede que la laminación sea buena, y se pueda inducir bien a 12000 gauss, pero capaz que se equivocaron con la cantidad de espiras del primario (muchas menos), y ahí se tiene de nuevo el problema de temperatura excesiva del núcleo, estando sin carga.
Si se juntan las dos posibilidades, ahorro comentarios.

Ahora la estoy tomando así, con todos los terminales del secundario al aire y en 2 horas ya vá por 43 ºC...huuummmm

Dijiste : con todos los terminales del secundario al aire, entiendo que están abiertos, desconectados, sin carga, si es así, deberás hacerlos de nuevo, porque la temperatura sin carga (43 grados C) es excesiva.
En principio, podrías cambiar la laminación, por una nueva GNO de calidad, y ver que pasa, capaz que con eso alcanza.

La chapa fué rescatada de un par de trafos viejos (antes de los 90s) que estaban tirados en un mueble por que les habían quemado los secundarios, uno haciendo "experimentos" y el otro por que un inteligente lo conectó al revés. A esas chapas hubo que agregarle un 30% más por que no alcanzaban para la sección necesaria.

Por eso te dije, que no se sabe la calidad de gran parte de la laminación usada en tus trafos.