Elevar potencia de salida de TPA3110D2 con mosfets

[michaf]

Hola comunidad, un placer saludarles, hace un tiempo que estuve investigado como a partir de un CI "TPA3110D2" que solo entrega 15w/ch, lograr más potencia poniéndole más mosfet en la salida, el tema es que en primera no se si es correcto o es un disparate, y en segunda no sabría como hacerlo, he experimentado con los mosfet en fuentes pwm y como interruptor tanto en la parte alta como en la baja, pero esto del audio es un poco nuevo para mí, es decir, la amplificación clase D, pero me fascina aprenderlo, así que si alguien me puede ayudar con eso le estaría muy agradecido y de paso le serviría a los demás miembros de la comunidad.
Es posible que ya alguien haya intentado hacer algo parecido pero no sabría encontrarlo en el foro así que también me sirve cualquier referencia de un tema similar.

Muchas gracia
PD: Adjunto algo para que no tengan que buscar el datasheet

 

[Scooter]

En lugar de adjuntar "algo" adjunta el datasheet para que no tengamos que buscar el datasheet.

Pues dependerá del tipo de amplificador que sea ese circuito del que no conocemos el datasheet.
Cuando lo conozcamos opinaremos.

De momento diría que es posible pero no sencillo, probablemente no compense y sea preferible cambiar el amplificador o eliminarlo.
La máxima potencia teórica obtenible de una alimentación de 12V con altavoces de 4Ω son 18W así que o se eleva la alimentación o se baja la impedancia del altavoz.
No sé si ese amplificador es "de coche" y por lo tanto "de 12V" y por lo tanto los 15W vienen de esa limitación.

El motivo de esta limitación se ha explicado varias veces en el foro.
Un amplificador en puente alimentado a 12V puede generar con suerte una onda de 24Vpp que son 12V Max que son 8,5V aprox. (V a secas = V eficaces)

Como P = U²/R más o menos da 18W (W a secas osea Wrms)
Lo que cuadra con 15W descontando pérdidas en los filtros y que algo cae en los transistores; con 12V no podrás generar 24Vpp, siempre un poco menos.

Eso es independiente de si el amplificador es D o AB complementaria, el D consumirá casi 0 en reposo y el AB lo que sea y el rendimiento es mayor en el D. Pero si son 12V esa es la potencia sobre 4Ω.

Si quieres más o haces un elevador de tensión, o lo lleva el propio circuito integrado, o pones altavoces de menos ohmios cambiando el filtro para que se adapte a la nueva impedancia.

Poner más MOSFETs daría más corriente disponible si cambias el filtro pero necesitarías altavoces de.menos impedancia que puedan absorber esa corriente.



O no.

El audio no es lo mío, espero no haberme equivocado mucho.

 

[michaf]

En lugar de adjuntar "algo" adjunta el datasheet para que no tengamos que buscar el datasheet.

Pues dependerá del tipo de amplificador que sea ese circuito del que no conocemos el datasheet.
Cuando lo conozcamos opinaremos.

De momento diría que es posible pero no sencillo, probablemente no compense y sea preferible cambiar el amplificador o eliminarlo.
La máxima potencia teórica obtenible de una alimentación de 12V con altavoces de 4Ω son 18W así que o se eleva la alimentación o se baja la impedancia del altavoz.
No sé si ese amplificador es "de coche" y por lo tanto "de 12V" y por lo tanto los 15W vienen de esa limitación.

El motivo de esta limitación se ha explicado varias veces en el foro.
Un amplificador en puente alimentado a 12V puede generar con suerte una onda de 24Vpp que son 12V Max que son 8,5V aprox. (V a secas = V eficaces)

Como P = U²/R más o menos da 18W (W a secas osea Wrms)
Lo que cuadra con 15W descontando pérdidas en los filtros y que algo cae en los transistores; con 12V no podrás generar 24Vpp, siempre un poco menos.

Eso es independiente de si el amplificador es D o AB complementaria, el D consumirá casi 0 en reposo y el AB lo que sea y el rendimiento es mayor en el D. Pero si son 12V esa es la potencia sobre 4Ω.

Si quieres más o haces un elevador de tensión, o lo lleva el propio circuito integrado, o pones altavoces de menos ohmios cambiando el filtro para que se adapte a la nueva impedancia.

Poner más MOSFETs daría más corriente disponible si cambias el filtro pero necesitarías altavoces de.menos impedancia que puedan absorber esa corriente.



O no.

El audio no es lo mío, espero no haberme equivocado mucho.

Agradecido por su respuesta, fue muy instructiva, y gracias por subir el data, entonces según Ud, tendría que enfocarme en subir el voltaje de los nuevos mosfet de salida y eso mismo pensaba hacer, pero no sabría como conectarlos ya que por lo que veo, hay como 4 pines que puedo utilizar para este fin.

 

[sergiot]

Agradecido por su respuesta, fue muy instructiva, y gracias por subir el data, entonces según Ud, tendría que enfocarme en subir el voltaje de los nuevos mosfet de salida y eso mismo pensaba hacer, pero no sabría como conectarlos ya que por lo que veo, hay como 4 pines que puedo utilizar para este fin.

Lo que pretendes hacer puede ser viable como ya te dijeron, pero el desarrollo de ese tipo de cosas llevan muchos años de estudio, no se trata de tirar en la mesa un par de componentes y pretender obtener lo que se quiere.
Un simple transistor polarizado correctamente, funciona, pero solo funciona para la teoria-practica, despues hay una catarata de diseños y cuestiones que empiezan a complicar todo el diseño.

Tomate un tiempo para mirar los diseños de los amplificadores en general, y así vas a entender de que se trata, y de todas las variantes que tenes.
Un consejo, buscá algo ya hecho, y con toda la información, muchas veces el copiar algo ya hecho no siempre funciona bien, el foro esta lleno de post de ese tipo, han copiado diseños, pero al no tener los conocimientos y experiencia, no funcionan o lo hacen mal.

 

[michaf]

Lo que pretendes hacer puede ser viable como ya te dijeron, pero el desarrollo de ese tipo de cosas llevan muchos años de estudio, no se trata de tirar en la mesa un par de componentes y pretender obtener lo que se quiere.
Un simple transistor polarizado correctamente, funciona, pero solo funciona para la teoria-practica, despues hay una catarata de diseños y cuestiones que empiezan a complicar todo el diseño.

Tomate un tiempo para mirar los diseños de los amplificadores en general, y así vas a entender de que se trata, y de todas las variantes que tenes.
Un consejo, buscá algo ya hecho, y con toda la información, muchas veces el copiar algo ya hecho no siempre funciona bien, el foro esta lleno de post de ese tipo, han copiado diseños, pero al no tener los conocimientos y experiencia, no funcionan o lo hacen mal.

Sergio, tomaré en cuenta sus sugerencias, ya me doy cuenta de que lo que quería hacer no es algo fácil. Yo había asumido que con tantos talentos que hay en el foro, alguien pudiera tener una idea al respecto, pero nada, doy por cerrado el asunto.
Sualudos

 

[Scooter]

Lo primero es ver adonde llega ese circuito, si en lugar de a 15 lo alimentas a 22, creo que llega a 28V o no me acuerdo, podrá dar mas, supongo.

 

[Dr. Zoidberg]

Le están dando vueltas a algo que nunca va funcionar. El chip no expone la salida de los drivers que excitan los MOSFET internos, y sin eso es imposible agregar mas transistores para aumentar corriente y/o tensión de salida.
Recuerden que en Clase D los drivers son los que proporcionan la modulación a los transistores de salida, y sobre todo controlan el tiempo muerto en cada par, con lo que se aseguran que nunca van a conducir juntos y producir cortos momentáneos con los correspondientes picos de corriente y destrucción de los transistores.
Basta ya de inventar cosas raras...o comprense un IR2104 o similar y hagan su propio amplificador clase D con la guirnalda de transistores que mas les pinte...

 

[michaf]

Hola foreros, aquí esta la idea que tenía en mente, como se ve en el adjunto, los primeros 4 mosfet, están dentro del CI, y los 4 de la derecha son los que quiero poner externos, fíjense en los voltajes, así es como pensaba incrementar la potencia, los probé en un simulador y al menos ahí funciona a la perfección.
El adjunto

 

[fwalsh]

Como te dijo el Dr. no tenes control de las puertas de los mosfets internos y, en clase D, los Δt son muy importantes, mi sugerencia sería que, si piensas hacer un amplificador clase D, vayas por un IC que posea esa salida como ser el IRS2092.
Te dejo la hoja de datos y la nota de aplicación del mismo por si te interesa.
Suerte con el proyecto.

 

[Scooter]

Por eso no me gustan los simuladores.
Dinos el que estás usando para descartarlo.

Si un MOSFET referenciado a 100V se controla con 12V y sin resistencias y "funciona", no hay más preguntas señoría.

Montalo y echamos unas risas.

 

[michaf]

Por eso no me gustan los simuladores.
Dinos el que estás usando para descartarlo.

Si un MOSFET referenciado a 100V se controla con 12V y sin resistencias y "funciona", no hay más preguntas señoría.

Montalo y echamos unas risas.

Voltsim

 

[michaf]

Por eso no me gustan los simuladores.
Dinos el que estás usando para descartarlo.

Si un MOSFET referenciado a 100V se controla con 12V y sin resistencias y "funciona", no hay más preguntas señoría.

Montalo y echamos unas risas.

Scooter, lo que planteo es la idea, el simulador solamente me muestra el flujo de corriente, todo está sin cálculo, en vez de hacer críticas destructivas puedes decir en que puedo hacer mejoras, esto en un foro, no un juzgado, yo soy un aprendiz y no un profesional en la materia y me gusta aprender. No obstante gracias por tu opinión aunque no me sirva de nada.

Como te dijo el Dr. no tenes control de las puertas de los mosfets internos y, en clase D, los Δt son muy importantes, mi sugerencia sería que, si piensas hacer un amplificador clase D, vayas por un IC que posea esa salida como ser el IRS2092.
Te dejo la hoja de datos y la nota de aplicación del mismo por si te interesa.
Suerte con el proyecto.

Yo pienso que el problema del deltaT ya debe estar resuelto por el driver del CI, yo solo le sigo la corriente literalmente, es decir, los primeros mosfet manejan a los segundos con mayor voltaje en el source-drain.

Scooter, lo que planteo es la idea, el simulador solamente me muestra el flujo de corriente, todo está sin cálculo, en vez de hacer críticas destructivas puedes decir en que puedo hacer mejoras, esto en un foro, no un juzgado, yo soy un aprendiz y no un profesional en la materia y me gusta aprender. No obstante gracias por tu opinión aunque no me sirva de nada.

Yo pienso que el problema del deltaT ya debe estar resuelto por el driver del CI, yo solo le sigo la corriente literalmente, es decir, los primeros mosfet manejan a los segundos con mayor voltaje en el source-drain.

Además, teniendo una masa común, no veo problema en manejar voltajes diferentes, esa experiencia la tomo de circuitos pwm y convertidores DC-DC

 

[sergiot]

Por que no haces una etapa de potencia como la que queres hacer, un clase D, y una vez que eso funciona, ves la manera de adaptar el audio que sale de otro amplificador, a esta nueva etapa de potencia?
Lo que pretendes hacer, no se hace, es asi de simple, por eso nadie te va a decir eso esta bien o eso está mal, en realidad casi siempre te van a decir que esta mal, el papel es una cosa y en la vida real es otra.
Cuando se necesita o se quiere mas potencia, se hace un amplificador nuevo, y se entra con señal de linea, no con potencia, ya que la señal amplificada de un amplificador tiene otras impedancias, y niveles de audio altisimos, sumado a las grandes distorsiones las cuales serán amplificadas, es por eso que se usa audio de balo nivel, el cual es de bajísima distorsión.

 

[Scooter]

Dejad ya las críticas constructivas y cambiad de actitud de una vez.

Si lo ha simulado tiene que ir. Que lo monte y disfrute del audio.