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

[adrian sala]

UPS

Perdon no qise devirtuar el hilo, Agradezco las molestias tomadas.

Saludos y Muchas Gracias!

 

[ejtagle]

1) Reducción de offset -> Ok
2) Innecesario. Basta con reducir la corriente de la fuente de corriente y aumentar las resistencias de las patas de entrada del IR... si realmente es TAN horrible la sobretemperatura (que queme al tocar los tr no significa necesariamente que esté mal)...
3) Shutdown remoto... Ok... pero hubo mejores propuestas en este hilo (encendido y apagado demorado, protecciones, etc)
4) Snubber a la salida: Totalmente innecesario... Es energía quemada inutilmente
5) Diodos bypass... Desgraciadamente no sirven. Se puede demostrar que los diodos internos de los mosfets siempre conducen toda la corriente ANTES que los diodos externos... Salvo que los diodos externos tengan menor tensión de conducción, lo que es casi imposible. Acá, la única alternativa es usar mosfets mejores, con diodo interno más rápido, o sino diodo interno, y con diodos externo
6) Ahorrate problemas, sustituye el TIP31 por un MJE13007, y el diodo UF400x por un MUR120 , o incluso un MUR460...
7) Diseño de placa nueva, a tu riesgo... pero si no haces un cuidadoso análisis de corrientes de masa, es posible que nunca logres un módulo silencioso...
8) Conexión de PowerGND a SignalGND via 10 ohms... Malo, ese es una solución de compromiso, pero lo ideal es no conectarlo via esa resistencia. La Masa de Señal no debe unirse, en lo posible a la de potencia, salvo en un único punto, que debe estar muy bien elegido. La idea de la entrada diferencial de audio es muy mucho más conveniente.

Saludos!

Hola amigos

¿Cómo ven las modificaciones? Están en la imagen adjunta.

• Control de offset (resistor variable-capacitor en pin 2 lm311) -Reducir DC a la salida
• Fuente de 12v para shift level de transistores mpsa92 - Reducir el calentamiento
• Shutdown para driver ir2110 mediante optoacoplador 4n25/jumper para tener siempre habilitado - Usarlo como protección
• Snubber a la salida
• Diodos bypass a cada mosfet

Todas estas modificaciones han sido mencionadas a lo largo del tema.

Los valores de componentes son para una potencia estimada de 400W por lo que consulten la tabla del diagrama original para la potencia que necesiten.

Quiero saber su opinion para darle con todo al pcb :estudiando:

Haré el pcb a una cara y en cuanto lo tenga listo lo comparto con ustedes.

P.D. Cuáles son las causas de que se queme la fuentecita de 12v para el ir2110 ?

[URL=http://img545.imageshack.us/i/ampliucdmodificaciones.png/][/URL]

 

[electroconico]

Gracias ejtagle.

Probaré cambiando el tip31 por mje y las resistencias de los mpsa92 ya les cuento :estudiando:

Saludos!

 

[marke20]

Hola amigos

¿Cómo ven las modificaciones? Están en la imagen adjunta.

• Control de offset (resistor variable-capacitor en pin 2 lm311) -Reducir DC a la salida
• Fuente de 12v para shift level de transistores mpsa92 - Reducir el calentamiento
• Shutdown para driver ir2110 mediante optoacoplador 4n25/jumper para tener siempre habilitado - Usarlo como protección
• Snubber a la salida
• Diodos bypass a cada mosfet

Todas estas modificaciones han sido mencionadas a lo largo del tema.

Los valores de componentes son para una potencia estimada de 400W por lo que consulten la tabla del diagrama original para la potencia que necesiten.

Quiero saber su opinion para darle con todo al pcb :estudiando:

Haré el pcb a una cara y en cuanto lo tenga listo lo comparto con ustedes.

P.D. Cuáles son las causas de que se queme la fuentecita de 12v para el ir2110 ?

[URL=http://img545.imageshack.us/i/ampliucdmodificaciones.png/][/URL]

Gracias por el aporte del conexionado de la resistencia variable, la verdad no sabia exactamente como implementarla jaja

 

[Tacatomon]

Efectivamente, están oscilando los gates de los mosfets. Eso no debería estar pasando. Asegurate 1ro que la tensión de la fuente flotante entre patas 6 y 5 del IR2110 sea estable. No debe de tener oscilaciones. Lo 2o sería disminuir las resistencias de los snubbers a 10 ohms... Por cierto, esas resistencias deben ser de carbón y no inductivas. Los capacitores de los snubbers deben ser cerámicos sí o sí.
Además puede que haya algún problema con la fuente de alimentación. No vendría de mas verificar el ripple de la misma EN EL UCD.

Mientras no se elimine la oscilación, vas a tener calentamiento... Sin embargo, nada de eso explica que no tenga suficiente volumen el amplificador.

Un detalle... cuidado con las oscilaciones en el gate.. pueden llegar a ser las puntas del osciloscopio las que lo causen...

Saludos,
Eduardo

PS: Tenemos el mismo Osciloscopio ... -- Lo conseguí muy barato hace algunos años

Mmm, Sobre la resistencia snubber... ¿Si es metal Film estamos mal?

Acuérdense que el potenciómetro para controlar la ganancia en el UCD va entre el El INA Driver y el la entrada del UCD. La instalación es como cualquier otro potenciómetro mono sencillo. El valor debe de ser de 10Kohms o menor (5K o menos... de preferencia!)

Saludos!

Ver el archivo adjunto 51651

 

[Tacatomon]

Ver el archivo adjunto 51651

¿?¿?¿?

Porfavor... A moderación. LOL

 

[Nicko_2310]

Taca todavia estamos esperando los resultados de UCD con el INA
Ya los pudiste conseguir?? que tal anda??

 

[Tacatomon]

Por el momento, todo está parado... No hemos podido hacer la compra de los materiales que faltan. Pero los INA están en casa.

Saludos!

 

[electroconico]

...

Alimentado con +-60vcd.
Mosfet irfp460(los que tengo a mano)
Carga = 8 Ω
Se volvió a volar la etapa de los mpsa92 , cero calentamiento pero al subir el volumen se volo solo Q4.

• R3=1K
• R8 y R9 = 18k

Se llevo el ir2110 , estan en corto algunos pines.Ni idea de porque se llevo de paso al ir2110

Se quedo la parte baja conducidiendo,desconecte rápido la bocina.Los mosfets estan en buen estado.


Antes de eso medi a la entrada Hin y Lin un voltaje de 11v,hasta ahí perfecto.
Nada de calentamiento.

------------------------------------
Segunda prueba remplace todos los transistores nuevamente y alimente al ir2110 con una fuentecita con regulador 7812.

El calentamiendo del ir2110 se redujo un poco.

Las señales del gate , parte alta y baja mejoraron muchisimo ,ya sin las oscilaciones mostradas anteriormente.

Pero a los segundos volo Q1 y Q4.

En las entradas Hin y Lin conecte las puntas del osciloscopio para ver la conmutación de las señales , pero no vi nada de nada.

Está ultima prueba la realice sin carga.

A que puede acreditarse que se me vuele seguido esa parte ??
Ahora no calentaban nada

 

[pedro1958]

hola muchachos , Felicitaciones a ej tagle y a todos los fanaticos de este proyecto

creo que lo que les falla a algunos compañeros es entender en realidad como funciona este amplificador UCD paso por paso

y es probable que la secuencia de falla sea por que el transistor Q5 se pone en corto , y destruye el ic ir2110 con falla de los demas componentes

como los 5401 y los mosfet
les comento lo importante en este buen diseño es que escojan bien los mosfet primero el valor de
vds mas del 20 % del valor que van a usar en vcc

y tengan en cuenta que es muy importante el valor de Qg siempre menor de 100 Nc este integrado ve los mosfet como capacitores que carga y descarga cada ciclo y este valor es Qg

de esto depende que ic ir 2110 no se queme , pronto pondre una solucion a facilitar la carga del ic ir2110 con un par de transistores por salida ,

recomiendo porque me funciona de maravilla es poner una fuente de 12 v independiente entre v negativo y vcc pin 3 del ic ir2110 asi se elimina el transistor Q5 Y EL CALENTAMIENTO y muchas posibilidades de falla del amplificador

la bobina L1 recomiendo una con nucleo de aire es mucho mas lineal a diferentes cargas y cualquiera puede hacerla . como ?

alambre calibre 16 aprox 56 vueltas en un diametro de .750 " y el diametro que les de , puede que piensen que trendra algo de resistencia pero es minima y no afecta definitivamente el funcionamiento del ampli .

el capacitor C4 es muy facil conseguirlo de cualquier fuente atx va en serie con el transformador principal y es propio para trabajar a frecuncias elevadas

proximamente pondre un PCB con proteccion de DC and limite de corriente y si se pasa apaga el 2110

a todos un saludo desde MEXICO


PD A ELECTROCONICO

te recomiendo que no muevas el valor de r3 de eso depende la corriente del level shift del par difencial por lo tanto puedes retardar o variar la forma de onda que ahi se genera

prueba con una fuente de 12 volts , pon negativo a -vcc y positivo a vcc pin 3 del 2110

con los valores de resistencia que usas solo el 2110 puede dañar los mpsa92 0 5401

saludos y comenta como vas

 

[electroconico]

Hola Pedro

La fuente de 12v para alimentar el ir2110 ya la tengo puesta , ahora con esa parte no tengo ningún problema.Mejoran las señales del gate y la temperatura del ir2110 baja un poco.

El problema que me surge es que se vuelan los mpsa92,ya sea con los valores de componentes originales y las modificaciones que hice , con las ultimas modificaciones bajo la temperatura , pero se sigue volando.

con los valores de resistencia que usas solo el 2110 puede dañar los mpsa92 0 5401

En esa parte no entiendo bien , ¿cómo es que los daña el ir2110?

Saludos!

 

[adrian2008]

recomiendo porque me funciona de maravilla es poner una fuente de 12 v independiente entre v negativo y vcc pin 3 del ic ir2110 asi se elimina el transistor Q5 Y EL CALENTAMIENTO y muchas posibilidades de falla del amplificador

como asi lo del voltaje en la pata 3 cual es la diferencia si sepone asi como tu dices, seria lo mismo que retirar el transistor del impreso y ponerlo por fuera para que que no genere calor en el disipador? por que dicen que trabaja mejor el ir2110 si de todas formas le esta llegando 12 voltios, podrian explicarme y si es posible con un esquematico, la forma de poner este voltaje.

 

[electroconico]

Ya casi tengo al 100% el pcb , espero mañana poder atacar la placa y tenerla lista para pruebas.

Saludos!

 

[pedro1958]

hola amigos ¡¡¡¡
p/ electroconico

la secuencia de falla , desde mi experiencia es se quema el transistor que regula los 12 vdc , disipa mucho calor , con este tr en corto el ir2110 tendria una vcc de 50 o mas volts lo que lo funde al instante llevandose los transistores mpsa92 o los que fueran no hay otra manera de quemarlos te recomiendo que veas que tu ir2110 si te costo 20 pesos es chino mas si dice ir2110-1 o ir2110-2
definitivo son chinos y se queman los vende AG pura basura .
si me permites posteare una solucion a la carga del ir2110 con esta solucion , se podra poner hasta tres pares de mosfet por ejemplo 3 irf640 que te darian bastante potencia sin cargar el 2110 o tres irfb4227 para casi 2kw de potencia

amigo adrian

te explico si alimentas el ampli con mas menos 70 v y quieres bajar a 12 volts con el transistor Q5
se sobrecalentaria muchisimo aun con disipador infinito , como suguiere ejtgle poner un transistor mas potente pero igual se calentaria mucho , no afecta que le pongas una fuente externa de 12v
ok imagina una bateria de moto ok el negativo al bus negativo del ampli y el positivo al pin 3 del ic 2110
o lo que es lo mismo donde estaria el emisor de Q5

igual si no consiguen inductor de ferrita , que son algo especiales me refiero al filtro lc de salida
si son muy pequeños se saturan , provoca falla de los mosfet de salida o pesimo audio y ruido
y a estas potencias que puede manejar este amplificador es mejor si no consiguen algo de linea
poner un inductor de nucleo de aire es super lineal y no se satura nunca es muy facil hacerlo 44 a 50 vueltas de alambre calibre 14 o 16 en un diametro de 1 pulgada interno , si les genera mucha emi solo blindenlo con una caja de metal puesta a tierra mi ampli anda de maravilla ,con esta bobina

saludos a todos los fanaticos

PD si me lo permiten quisiera compartir el mejor amplificador de mosfet que e escuchado de hecho e fabricado varios para estudios de grabacion y suenan realmente impresionante
manejan el bajo con toda propiedad , el medio que es dificil para cualqiuer ampli lo hace de maravilla y el agudo es como cristal en los oidos,, bueno a ver que les parece¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡

 

[electroconico]

Pues los ir2110 si los compre en AG , pero se ven bien , compre desde hace tiempo unos 10 para un proyecto con motores.

Te comento que las últimas fotos que puse con los transistores reventados fue con una fuente de 12v externa,apenas encendi y en segundos murió. A lo mejor tenia algo más por ahí porque esa placa se vuela algo y lo remplazo y sigo con las pruebas.

Al revisar el ir2110 este tiene unas patas en corto ,alrededor de 100Ω , justamente Hin esta conectado con Q4 y me marca 100Ω Hin con COM.Entre COM y VDD marca 20Ω.Remuerto el ir2110.

Voy a probar con fuente externa y los valores orginales.Aunque no me gusta que caliente un huevo los mpsa92 .

El ampli anda y de lo lindo , solo esos detallitos que me han ocurrido.

Ya solo me quedan irfp460

 

[MAGNETRON27]

por fin me deshice del ripple, corte la soldadura del trafo y lo ajuste de nuevo con unas prensillas, este trafo esta hecho en 2 partes, el bobinado va en las laminas con forma de E y la parte que queda suelta al cortar la soldadura es en forma de I, lo ajuste todo prensado bien las laminas y luego volvi a soldarlas todas, el ruido casi desaparecio, ya no se calienta como antes.En el UCD el ripple bajo a la mitad asi que me puse a revisar todo y me di cuenta de que la inductancia estaba mal.

La la inductancia tambien la cambié, la hice de nuevo midiendola, de 27uh la construí, y asi el ripple se esfumo, la lluvia tambien, el offset quedó a menos de 1mv, las interferencias al mover el control de volumen tambien desaparecieron por completo, y aun dejando el volumen al máximo esos ruidos que antes hacía desaparecieron.

Muy contento, la verdad que no hace falta usar ningun dispositivo para eliminar ruido, el ampli es silencioso tal cual está, ya lo dijo ejtagle en su día, la única mejora que le veo factible es lo del control de OFFSET y tambien podria ser bueno lo de apagar el IR, pero no lo veo muy necesario.

Ah, la inductancia ahora solo se entibia.JEJEJEJE,no se te queda pegada en la mano,jejejeje.

 

[Tacatomon]

Los MPSA calientan. Yo los he usado a +-85VDC y no han muerto!!! O son falsos los que compran o yo no caigo que les pasa a sus montajes!!! Calientan, pero no para morir. Solo un compañero recuerdo, re-dimensionó el level shifter por que quería usar el circuito para un variac parece a +-300V...

Enserio, chequeen bien lo que compran. A mi no me han fallado esos transistores.
Recientemente me falló el UCD a 85V pero Por sobrecarga en el Driver.
Acuérdense de que eso de que "Virtualmente cualquier mosfet va bien" no es cierta. Como lo decían allí arriba, un mosfet con demasiada carga de puerta, va a ser que el driver se sobrecargue y en una de esas sea demasiado y quede K.O.
Tomen eso muy a conciencia. El amplificador realmente tiene límites. Hasta 100V por rama ya es Muy Mucho. Demasiada carga para el IR2110... Ojalá y Ejtagle me apoye.
Con 90V rectificados y con buena reserva de condensos, se obtienen unos excelentes 900W@4Ohms. Con 450W cualquier bass reflex de 18" está en los limites de Su Xmax... A menos que sea un monstruo de altavoz...

 

[electroconico]

Hola Tacatomon.

Todo el material lo he comprado en tienda gringa.Si me extraña que sea de los pocos que se les jode esa parte del mpsa92 y eso que solo llego a 60v.Por eso que ando probando con diferentes valores.

Viendo la tablita de datos , sobre las capacitancias del irfp460 es casi igual irfp250 , ya es otro boleto lo de la corriente y Rds.

Por ahora haré pruebas sin exigir al ampli con el irf460 en lo que consigo otros mosfets,este solo tentrega una corriente de 18A y luego Rds(on)0.22 en comparacion al irfp250 30A y 0.085Ω,así que no intentaré sacarle todo el jugo. .
---------------------------------------------------------

Luego en las capturas con el osciloscopio se nota cross conduction , tal vez por eso el siseo que escuchaba al exigir el ampli al máximo.Ya que estaría haciendo minicortos según interpreto.

Así que debo revisar el Dead Time en lo que cierra cada mosfet.

¿Cómo ven esa hipótesis acerca del siseo a máxima potencia en los mosfets (o cerquita de ellos pero se escuchaba en la pcb ) provocada por falta de tiempo entre conmutación baja y alta??

 

[ejtagle]

@ todos: Sobre el tema del calentamiento del transistor regulador de la fuente auxiliar de 12v, lo que están diciendo no es cierto. La corriente media que regula esa fuente no pasa de los 100mA, por lo que la disipación en ese tr, suponiendo una alimentación de +/-100W, no pasa de los 10W. Es cierto, es calor, y el transistor necesitará sin dudas un disipador, pero... No es nada que ese encapsulado TO220 no pueda manejar con un disipador común para 10W. Con tensiones menores de alimentación, la disipación es aún menor.

Sonre el tema de la carga que produce el gate del mosfet en el IR2110, es cierto... Y es aún peor que lo que suponen algunos. El IR ve la capacidad del gate-source (que debe cargar hasta 12v y descargar hasta casi 0). y ADEMÁS, ve una carga extra que es la capacidad parásita drenador gate, que es una capacidad que parece menos importante pero lo es mucho más.
Recuerden que en el fondo, lo que hace el IR es inyectar carga y sacar carga de esas capacidades de los mosfets. Y la carga es el producto de la capacidad por la tensión.
En el caso de los mosfets, la capacidad drenador-gate se carga y descarga entre VCC y 12v
Eso significa que mientras más tensión de alimentación tenga el ampli, peor es la carga en el IR. Eso es lo que finalmente lo puede quemar, si se aumenta demasiado la tensión de alimentación
Sobre el tema de cross-conduction ... Para eso están los diodos con sus resistencias en paralelo de gate. No creo que fuera crossconduction real (hubieran volado los mosfets hace rato), sino los picos de corriente de carga y descarga de las capacidades parásitas de los mosfets...

Saludos!

 

[Tacatomon]

Bueno, debo de ser más considerado, ya que no cuento el rango dinámico de la música al mencionar los 900W@4Ohms...

Pero, el chiste es que puede "Mover" un par de woofer´s de 18" con +-85VDC. Doy fe de ello, no al 100% pero "Suena" y es algo...

Por cierto... Mosfets con baja Qg no los van a encontrar, más si se quiere 200>Vds y conmutación rápida. Así que... más de 100V imposible. IRFB4229 quizás sea una opción, pero no será el mosfet perfecto. Disipará calor en vacío producto de que el IR2110 se queda corto en manejarlo adecuadamente.