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

[SERBice]

Hola amigos foreros , resulta que ya he superado mi reto de armar mi primer amplificador (TDA2050), ahora quiero algo de potencia y calidad ^^

Ustedes sabran decirme que necesito (ademas de los materiales), es decir, precausiones y cosas que me puedan aconsejar para el armado de este amplificador (x2, osea, estereo).

Me gustaria 200wrms por canal (sobre 4ohms), eso seria un transformador de 36+3610A por canal verdad?. Por aqui se me complica conseguir transformadores de ams de 3A lamentablemente (Buenos Aires, zona oeste, 35km de la capital).

Asi pues, escucho sus consejos y sujerencias ya que en este tema soy MUY novato y me seria muy util me fueran guiando en el proceso de armar este amplificador....


Por cierto, tienen idea de cuanto costaria el armado del amplificador (un solo canal, yo se multiplicar por 2 ), sin incluir la fuente, en Pesos Argentinos (aproximadamente)??


Desde ya, muchas gracias.... mejor dicho, MUCHAS gracias

PD: Jamas he hecho bobinas, es muy dificil?

EDIT: Los capacitores ceramicos, los puedo reemplazar por polyester?, tengo entendido que los de polyester son mas estables y cumplen la misma funcion.

 

[ejtagle]

>Para la fuente, te sugiero la que ha posteado mnicolau (o la de ricardodeni, en este mismo foro)
>El tema de hacer las bobinas... Más que dificil , es aburrido... pero nada del otro mundo
>Sustituir los cerámicos por poliester... No... Yo también sé que los poliester son mejores, y por eso en el diagrama dice poliester donde convenía que lo fueran. Los cerámicos son muy buenos para alta frecuencia, y por eso están donde están (un poliester, aunque andaría, no seria tan eficiente para esa función, por eso, si dice cerámico en el diagrama, traten que lo sea)
El amplificador en sí no es caro... Estimo 40 a 50 pesos por amplificador , talvez mucho menos si usas mosfets más pequeños ... Cotiza los mosfets y el IR2110, que son los componentes más caros del amplificador para que te des una idea.

Saludos!

 

[SERBice]

>Para la fuente, te sugiero la que ha posteado mnicolau (o la de ricardodeni, en este mismo foro)
>El tema de hacer las bobinas... Más que dificil , es aburrido... pero nada del otro mundo
>Sustituir los cerámicos por poliester... No... Yo también sé que los poliester son mejores, y por eso en el diagrama dice poliester donde convenía que lo fueran. Los cerámicos son muy buenos para alta frecuencia, y por eso están donde están (un poliester, aunque andaría, no seria tan eficiente para esa función, por eso, si dice cerámico en el diagrama, traten que lo sea)
El amplificador en sí no es caro... Estimo 40 a 50 pesos por amplificador , talvez mucho menos si usas mosfets más pequeños ... Cotiza los mosfets y el IR2110, que son los componentes más caros del amplificador para que te des una idea.

Saludos!

Gracias por tu respuesta colega.

Puedes proporcionarme el link de la fuente que me mensionas? ¿tiene algo de especial a comparacion de un transformador con puente y capacitores?

 

[sobrituning]

hola podrian postear una fuente de alimentacion para este circuito, si es posible la de +/- 40v 10A, esque me he puesto a mirar las fuentes que sugieres y como esta repartido todo en tantas páginas me lio.

Gracias de antemano

 

[Cacho]

Serbice y Sobrituning, por acá está lo que piden.

Saludos

 

[ejtagle]

Para tinchovolador..... ¡¡¡ Hay que leer !!! - La respuesta al equivalente esta en el 1er post !!!!!!!

En relacion a la sustitucion del IR2110, cualquier driver con tiempo muerto menor que 100nS, tension mayor entre la parte alta y la baja de al menos +/- la tension con que alimentes el amplificador, corriente de manejo de mosfets de AL MENOS 1A, pero para mosfets grandes, la cosa va por AL MENOS 2A... Que tenga un driver flotante y el otro no ...
Hay muy pocos drivers de mosfet que cumplan esas restricciones... el IR2110, el IR2113, el MPIC2113, MPIC2112 , IR2110E4, LM5100 (pero habria que rediseñar la placa)... Mucho mas no he visto...

Enfin... Aun asi, el IR2110/IR2113 son posiblemente los mas sencillos de conseguir, y mas baratos.

 

[hazard_1998]

tanto para Jory16 como para eduardo, el metodo correcto de corregir el deadtime no puede ser aumentar las R de gate de los mosfet, ya que eso lo que hace es aumentar el tiempo de encendido de los mosfet, no aumentar el tiempo muerto, (aumenta la disipacion total de los mosfet) yo estuve ensayando agregarle tiempo muerto antes del IR2110 y obtuve buenos resultados relativos, basicamente lo que hice fue agregar unas R de 10k entre el level shifter (par diferencial) y las entradas del 2110 y estas R con un diodo 1N4148 en paralelo con el katodo mirando hacia los colectores del par diferencial, esto hace que aumente el tiempo de crecimiento de la señal de entrada del 2110, pero no el de bajada, y este ultimo como tiene entrada schmitt trigger lo que hace es correr el flanco de subida unos 100nS pero no el de bajada, de esta manera bajo considerablemente la disipacion de los mosfet....mas luego pasare el esquema en limpio y lo subo

 

[ejtagle]

Para harzard1998 .... Tenés razón ... En realidad, realmente habría que controlar el deadtime en las entradas del IR2110 ... Sin embargo ... tengo algunos reparos en hacerlo así ... Disminuir la disipación en los mosfets no está mal, pero es preferible algo de "sobrelapamiento", mientras no sea excesivo... porque el deadtime extra genera más distorsión ... No sé, realmente no tengo una opinión formada totalmente sobre este tema... --- Además, a mayor velocidad de conmutación, menor disipación de los mosfets, pero mayor emisión de interferencias... No sé, creo que éste va a ser el próximo motivo de debate --- Saludos!

PD: La modificación que hace falta para implementar lo que dice hazard1998 es casi trivial ... Yo quiero ser justo con él: Él mismo propuso la modificación que consiste en cortar 2 pistas de la placa, las 2 que van a las entradas del IR2110 (LIN y HIN), y conectarlas a través de un diodo 1n4148 y una resistencia de 10k. Realmente no sé qué hacer... ¿ A la gente del foro, qué opinan ? -- ¿ Sacamos una plaquita nueva con la modificación para que puedan experimentar ? -- Yo les doy mi opinión... Creo que lo que propone hazard1998 disminuirá la disipación de los mosfets, aumentando la eficiencia del amplificador, pero no estoy convencido de que aumente la calidad sonora, más bien, sospecho que la disminuye, pero no tengo mediciones ...
¿Opiniones? ¿ Opiniones?

 

[Tacatomon]

Para harzard1998 .... Tenés razón ... En realidad, realmente habría que controlar el deadtime en las entradas del IR2110 ... Sin embargo ... tengo algunos reparos en hacerlo así ... Disminuir la disipación en los mosfets no está mal, pero es preferible algo de "sobrelapamiento", mientras no sea excesivo... porque el deadtime extra genera más distorsión ... No sé, realmente no tengo una opinión formada totalmente sobre este tema... --- Además, a mayor velocidad de conmutación, menor disipación de los mosfets, pero mayor emisión de interferencias... No sé, creo que éste va a ser el próximo motivo de debate --- Saludos!

PD: La modificación que hace falta para implementar lo que dice hazard1998 es casi trivial ... Yo quiero ser justo con él: Él mismo propuso la modificación que consiste en cortar 2 pistas de la placa, las 2 que van a las entradas del IR2110 (LIN y HIN), y conectarlas a través de un diodo 1n4148 y una resistencia de 10k. Realmente no sé qué hacer... ¿ A la gente del foro, qué opinan ? -- ¿ Sacamos una plaquita nueva con la modificación para que puedan experimentar ? -- Yo les doy mi opinión... Creo que lo que propone hazard1998 disminuirá la disipación de los mosfets, aumentando la eficiencia del amplificador, pero no estoy convencido de que aumente la calidad sonora, más bien, sospecho que la disminuye, pero no tengo mediciones ...
¿Opiniones? ¿ Opiniones?

Se ve interesante, Sobre el hecho de que si ayuda a la calidad sonora final o no... Ultimadamente, supongo que hablamos de cifras del 0.01%, si se eleva 0.05%, da igual. Ahora, si así se obtiene más rendimento, ADELANTE. La tendencia del futuro es ahorrar energía, por que no empezar por perfeccionar este.

Saludos!!!

PD: Por Mí, que el amplificador oscile a 1Ghz, de una buen apantallado no pasa.

 

[luisgrillo]

Eso de hacerlo oscilar a 1Ghz. . . de por si hacer circuitos que oscilen arriba de 460Mhz es dificil, ahora 1Ghz.

Imaginate la potencia que necesitaria drenar el ir2110 para esa frecuencia, unas 4 mil veces mas que a la frecuencia que esta ahorita (~ 200 a 250khz). Lo de el incremento en el tiempo muerto, en mi opinion creo que deberiamos de hacer algunas pruebas en el desempeño de ambos circuitos y ver si es factible sacrificar calidad por eficiencia.

Muchos audiofilos usas circuitos a bulbos para la fidelidad del sonido sin importarles la eficiencia de estos dispositivos. Creo que es mas a criterio de cada persona. Alguna idea para medir la calidad del sonido? para la eficiencia es facil, pero que se utiliza para la calidad de la señal?

Pero, si en alguna practica lograramos meter el tiempo muerto antes de ir2110 y lograr la calidad y una eficiencia mas alta pues venga, me apunto para hacerlo. Cuando me lleguen los semiconductores me pongo a hacer pruebas.

Aqui estan las 2 primeras fotos de el amplificador lm311/ir2110 los componentes que no los he soldado ya los mande pedir, en cuanto me llegue los soldo y subo nuevas fotos.

 

[ejtagle]

para luisgrillo: Se ve muy lindo y prolijo el amplificador!
para SERBice: si estás en BsAs o en Córdoba (o en mendoza, o si hay alguna sucursal donde vivas), la gente de Electrocomponentes tiene ambos (LM311 e IR2110) ... Y para el LM311 no deberías tener complicaciones en conseguirlo... Es un integrado muy comun y barato.
Para DJ DRACO: Se requieren 25A de pico por rama, y en forma alternada, jamás sobre ambas ramas a la vez, sino que la corriente se pide a una y luego a la otra rama de la fuente de alimentacion. La corriente promedio por rama sería de 12.5A ... Pero, hay que dimensionar los semiconductores para la corriente pico, no la media, so riesgo de volarlos. El transformador, en cambio, se dimensiona para la corriente y potencia media.
Realmente, la potencia que entrega la fuente ronda los 1250W ... (ok, puede ser 50W más por el tema que el amplificador no tiene 100% de rendimiento) ... Como sugerencia, si quieren empujar el amplificador a tan alta potencia, si consiguen, usen los IRFP260 en vez de IRFP250. Salen casi lo mismo, pero soportan mucha más corriente, por lo que van a calentar bastante menos (pero, los IRFP250 andan tambien OK, para aquellos que ya los hayan comprado)

Saludos

 

[tinchovolador]

Después de ver lo de luisgrillo me da verguenza mostrar esto hecho con un sobrante de placa pero bue es lo que ahí
Lo único que me falta que no tengo es el diodo ultra rápido, que no consigo en Montevideo, dentro de unos días pongo unas fotos con todo lo otro, lo toy haciendo para 1200w espero que funciones de que llegue creo que sí!! Pero que me quede bien con remplazos de componentes es otro tema jeja

Saludos

aca tan las fotosss:

http://img131.imageshack.us/i/1013231118222222222.jpg/http://img131.imageshack.us/i/1013231118222222222.jpg/

http://img126.imageshack.us/i/1013231143lllllllllll.jpg/

 

[luisgrillo]

tinchovolador tu placa nos se ve nada mal... con pintura pero se ven simetricas las perforaciones... mi amplificador lo hare de 600W en 2 ohms...

este fin de semana por fiiiiin me llegan mis cosas.... las mande a pedr junto con muchos componentes de unas soldadoras del tipo inversoras que se les quemo los mosfetr irfp450... Jajaja meti 4 irfp260, 3 ir2110 y 4 capacitores de 4700 a 80V de mas en el pedido solo asi me sale casi gratis el amplificador y si se me quema no me pesa tanto

 

[ejtagle]

lDIMEBAGl : ¡ Es que no has leído suficiente...!... Corriente Pico, versus Corriente media y la potencia del transformador... Y el tema de los semiconductores de la fuente.
@tacatomon : Las resistencias de gate tienen una pequeña dependencia de la tensión de alimentación del amplificador... Desgraciadamente, el efecto miller en los mosfets juega una mala pasada... Posiblemente, para subir la tensión al doble, haga falta disminuir las resistencias a la mitad... Pero... Con el método de calibración que pasé arriba para las resistencias de gate, siempre vas a llegar al valor correcto... Y ahora que lo pienso un poquito más, si dejás las resistencias de 4.7 ohms, sólo sucederá que tendrás un deadtime mayor al aumentar la tensión de alimentación: Dentro de todo es seguro subir la tensión, aunque tenga un poquillo más de distorsión por aumento de deadtime

Saludos !

 

[jdtato]

Que tal amigos aqui les dejo unas fotos de mi amplificador que estoy armando,las r15 y 17 son de 3.3k-3w, pienso ponerle 100+- los mosfet son 30m85bvr y el ir2113 sera que estoy bien?.


Saludos

 

[Tacatomon]

@tacatomon : Las resistencias de gate tienen una pequeña dependencia de la tensión de alimentación del amplificador... Desgraciadamente, el efecto miller en los mosfets juega una mala pasada... Posiblemente, para subir la tensión al doble, haga falta disminuir las resistencias a la mitad... Pero... Con el método de calibración que pasé arriba para las resistencias de gate, siempre vas a llegar al valor correcto... Y ahora que lo pienso un poquito más, si dejás las resistencias de 4.7 ohms, sólo sucederá que tendrás un deadtime mayor al aumentar la tensión de alimentación: Dentro de todo es seguro subir la tensión, aunque tenga un poquillo más de distorsión por aumento de deadtime
Saludos !

Aquí es donde puede entrar la modificacion de la que habló el compañero hazard, la de incluir diodos en la entrada del comparador (creo), para poder mantener al margen el deadtime y no sufrir con las Rg.??

Gracias por la Info Eduardo!!!

Saludos!!!

PD: se me olvidaba, en lugar de los C de 1uF/63V Ceramicos se pueden poner de Tantalio?
Se me hace dificil localizar los multilayer a buen precio. Son 12 (6*2).

 

[Rodgers]

hola a todos....

tenia un idea en mente sobre la posibilidad de realizar un pcb de este circuito pero usando doble capa......mi pregunta es si es conveniente hacer la placa asi.....
no se que ventaja o desventaja pueda traer esta situacion......
es por eso que no se que me dira el diseñador de este circuito....el ing. eduardo.
no es que me parezca mal la placa ya diseñada si no que depronto me gustaria probar con una un poquito mas grande donde los componentes se separem un poco (esto para utilizar resistencias de alto vatiaje) y en doble capa.....

buene dejo mi inquietud agradeceria opiniones!!!......
gracias nuevamente Eduardo por este Diseño!!!!!!

 

[ejtagle]

Bueno... aprovechamos para aclarar
Si, la placa podría ser doble faz, y tendría varias ventajas, no sólo como dice luisgrillo, que uno de los lados operaría de blindaje, sino también que se podría optimizar la inductancia de las pistas (el lado de blindaje anula la inductancia de las pistas del otro lado), lo que haría menos susceptible de autooscilación a los mosfets (guarda, no se asusten.. como está el circuito actualmente, los mosfets NO autooscilan!), y también se podría aumentar el grososr de las pistas que manejan corriente

Para tacatomon: Por supuesto que se pueden usar capacitores SMD.. Lo ideal sería haber hecho la placa para los mismos, porque, al no tener patas, tienen menos inductancia parásita (por la falta de las patas!), y al tener menos inductancia, son más eficientes en su función. Si es para sustituir los caps de 1u, soldalos directamente del otro lado de la plaqueta.. Es más fácil y va a andar mejor. Yo no usé caps SMD en la placa por un tema de disponibilidad.. Es más fácil conseguir los normales que los SMD.

El tema de porqué no hize la placa doble faz esta vez... Es simplemente por un tema de disponibilidad y facilidad de fabricación ... Para placas hechas en casa, el doble faz es realmente un problema...

Para alejandrow999 , bueno, la idea de funcionamiento básica no es compleja... ahora, si querés hilar fino ... Ahí hay que tener en cuenta varias cosas no tan ideales... Sino, es imposible justificar el funcionamiento... No me niego a explicar en detalle cómo anda, pero me gustaría no polucionar demasiado este tema con una explicación teórica que es compleja, y no es necesaria para hacerlo andar ... Si te interesa, abrimos otro tema sobre cómo funciona ... Y dejemos éste para los aspectos prácticos

Saludos

 

[ejtagle]

Con +-28.7v, tendras una potencia de 100Wrms sobre 4 ohms. La formula es:

Prms = (Vcc*Vcc)/(2*R)

Donde
Prms: Potencia en Watts RMS en el parlante
Vcc: Tension de alimentacion (+/- Vcc)
R: Ohms del parlante

Saludos!

PD: La potencia PICO es
Ppico = Prrns * 2

Ppico = Potencia pico en Watts

La fuente tiene que poder dar picos de esta potencia, y entregar en forma promedio la potencia Prms

 

[Moyano Jonathan]

Me voy a poner entonces con un SMPS FULL - BRIDGE de 800W para alimentar 2 módulos de 200W/8 ohm de tu amplificador.

Ahora te dejo para que me aclares una duda en el esquemático del amplificador que me tiene pensando....:-?
te lo dejo en formato PDF.

En el esquema del amplificador se ve como la entrada del modulador PWM donde debería ir a la salida del LM311 va a masa ?? Espero me puedas explicar ese detalle antes de seguir con mi proyecto.