Поиск сообщества
Показаны результаты для тегов 'кпд'.
Найдено: 4 результата
-
Всем привет. Возникла необходимость получать очень большие токи (порядка тысяч ампер) при низких напряжениях (1-4) В. Существуют ли вообще способы как то обойти огромные потери на диодах (при таких токах на их 0.7 в будет куча тепла рассеиваться)? Думал в сторону синхронного выпрямления, но нужно слишком много мосфетов
- 23 ответа
-
- Синхронное выпрямлен
- Шим
-
(и ещё 1 )
C тегом:
-
УМЗЧ Holton режим AB-plus, сравнительный тест
Dmitriy Khamuev опубликовал запись в блоге в SUBWOOFER.RU
В статье описание возможностей режима работы УМЗЧ AB-plus опиралось на результаты имитационного моделирования. Для экспериментального подтверждения эффективности усилителя MOSFET класса АВ-plus, проведен сравнительный тест работы усилителя при обычном AB включении и в режиме работы AB-plus. Для теста использованы WiFi версия модуля, эквивалент нагрузки в режиме 8Ohm, осциллограф Rigol DS1054Z и термометр Fluke 59MAX. Точность измерения определена параметрами приборов. Тестовый сигнал: тональная посылка 30Hz длительностью 200ms и периодом 500ms (Tone Burst), близок к типичной работе сабвуфера. Сигнал подан на LFE вход модуля, фазовращатель незначительно влияет на форму сигнала. В процессе измерений контролировались, напряжение цепей (+65V), (+56V), (-56V), (Out), температура модуля и эквивалента нагрузки. К одному из цепи резисторов в эквиваленте нагрузки через конденсатор 2.2uF подключена широкополосная АС для контроля входа усилителя в режим ограничения амплитуды. Тест эффективности усилителя MOSFET класса АВ, дополнительное питание не подключено Входного сигнала нет, подключено только силовое питание и нагрузка. Напряжения цепей: (+65V) = 51.3V (54.3V-51,3V=3.0V соответствует модели R20(2,35V) + D2(0,74V)) (+56V) = 54.3V (-56V) = -55.1V ( Vpp=800mV пульсации напряжения питания) (Out) = 0V (измеренное мультиметром смещение на выходе усилителя +10mV, Vpp=800mV?) Входной сигнал соответствует номинальной мощности, ограничения нет. Напряжения цепей: (+65V) = 49.0V (+56V) = 52.2V (-56V) = -53.3V ( Vpp=6,4V просадка напряжения питания) (Out, Vpp) = 81.6V (от пика до пика) Ppeak=(81.6/2)^2/8=208W Входной сигнал соответствует максимальной мощности, признаки ограничения есть. Напряжения цепей: (+65V) = 48.6V (+56V) = 52.1V (-56V) = -52.9V ( Vpp=7,2V просадка напряжения питания) (Out, Vpp) = 89.6V (от пика до пика) Ppeak=(89.6/2)^2/8=251W Входной сигнал соответствует максимальной мощности, признаки ограничения есть. Укрупнённый фрагмент четвёртой волны пачки. Напряжения цепей: (+56V AY) = 49.5V (Out, BY) = 41.6V (выходное напряжение ниже питания на 7.9V) Ppeak=(41.6)^2/8=216W (амплитуды 4 и 5 волн пачки уже практически равны) Тест эффективности усилителя MOSFET класса АВ-plus, подключено дополнительное питание +-65V Входного сигнала нет, подключено силовое и дополнительное питание. Усилитель работает в режиме AB-plus. Напряжения цепей: (+65V) = 61.7V (+56V) = 54.1V (-56V) = -55.7V ( Vpp=800mV пульсации напряжения питания) (Out) = 0V (измеренное мультиметром смещение на выходе усилителя +10mV, Vpp=1.6V?) Входной сигнал соответствует номинальной мощности, ограничения нет. AB-plus. Напряжения цепей: (+65V) = 58.9V (+56V) = 51.6V (-56V) = -52.8V ( Vpp=6,4V просадка напряжения питания) (Out, Vpp) = 92.8V (от пика до пика) Ppeak=(92.8/2)^2/8=269W (+29.4% к режиму AB) Входной сигнал соответствует максимальной мощности, признаки ограничения есть. AB-plus. Напряжения цепей: (+65V) = 58.2V (+56V) = 50.9V (-56V) = -52.4V ( Vpp=7,2V просадка напряжения питания) (Out, Vpp) = 102.0V (от пика до пика) Ppeak=(102/2)^2/8=325W (+29.5% к режиму AB) Входной сигнал соответствует максимальной мощности, признаки ограничения есть. AB-plus. Укрупнённый фрагмент четвёртой волны пачки. Напряжения цепей: (+56V AY) = 49.3V (Out, BY) = 48.6V (выходное напряжение ниже питания на 0.7V) Ppeak=(48.6)^2/8=295W (+36,7%, но на осциллограмме амплитуды 1 и 2 волн сравнивать с режимом AB некорректно) Проведённый тест показывает возможности УМЗЧ MOSFET в режиме AB-plus. В этом режиме полностью реализуется низкое падение напряжение сток-исток открытого MOSFET транзистора. Температура усилителя не превышала 54 градуса, эквивалент нагрузки нагревался до 71 градуса. Источник питания модуля тороидальный трансформатор 200W, две силовые обмотки ~40.5V(2.5A), обмотка 8V(800ma) для питания модуля ESP32, для реализации режима AB-plus понадобились две обмотки трансформатора по ~6.5V(100ma), два маломощных моста и два конденсатора 1000uF*10V. Основные конденсаторы фильтра по два на плечо 10000uF*63V, всего 4 штуки. Напряжение силовых обмоток можно поднять до ~42V. Рост эффективности практически на 30% при равной энергетике блока питания - это отличный результат. Появились вопросы, заметили ошибки, пишите, постараюсь ответить и исправить. -
УМЗЧ Holton AB-plus, исправляем главный недостаток
Dmitriy Khamuev опубликовал запись в блоге в SUBWOOFER.RU
В модулях для сабвуферов Newton-Lab старших моделей в качестве усилителя я взял за основу симметричный MOSFET AV400 Entony E. Holtona, компактный, недорогой, термостабильный, музыкальный и с хорошим выходным током. С задачами он справлялся на 4 (из 5). Владимир Перепёлкин (НОЭМА Новосибирск) внёс в схему усилителя полезные улучшения. В порядке эксперимента, я изменил схему термостабилизации для удобства первичной настройки и контроля. Всё прекрасно работает, но главная проблема осталась. Усилители с MOSFET выходными транзисторами на выходе имеют такой существенный недостаток, как сниженный КПД по сравнению с биполярными. Основная причина в пороговом напряжении затвора Vgs(th) 5..6 вольт MOSFET, транзисторы полностью не открываются. Решается проблема повышением питания предварительных каскадов, известный способ выжать по максиму из имеющихся возможностей питания и охлаждения. Питание усилителя определяет его возможности, возможности питания определяют конденсаторы фильтров, возможности конденсаторов определяют ёмкость и рабочее напряжение (ряд 35V, 50V, 63V, 100V). Что такое 56V = 63V-10%, соответствует допуску на бытовые 230V+-10%. Переход из 63V в 100V - это кратное удорожание и увеличение массогабаритных показателей питания и охлаждения. Нужно выжимать всё из 56V, излишки можно "прижать" программируемым лимитёром. Такой режим работы усилителя я называл MOSFET AB+ (AB-plus) для маркетингового позиционирования изделий. Решение требует дополнительных источников напряжения по 6..9 вольт на плечо. Потребление предварительных каскадов приведённого ниже усилителя не превышает 30ma, соответственно, требования к дополнительным обмоткам питающего трансформатора минимальные. Проверенная схема симметричного усилителя изменена по рекомендациям Владимира Перепёлкина, транзисторы BC546 (Vceo=65V, Ic=100ma, Pc=500mW) заменены на 2N5551 (Vceo=160V, Ic=600ma, Pc=625mW), ток дифкаскада увеличен с 1,5ma до 3,8ma, ток каскада усиления напряжения 8,6ma->15,5ma, Q6-Q21 каскод и как результат увеличена полоса усиления в 1,5 раза. Узел стабилизации тока покоя изменён из технологических соображений. На электролитическом конденсаторе C4 в обратной связи присутствует постоянное напряжения до 200mV, что делает необязательным применение неполярного конденсатора. Балансировка каскодного дифкаскада RV1, R6, R36, введена для экспериментов, без RV1 при номиналах R6=R36=51ом смещение "0" не более 30mV (в данном экземпляре +-7mV). Узел термостабилизации и управления током покоя выполнен на диодах D13, D14, D15, стабилитроне D12, светодиоде D11 и резисторе RV2. Диоды расположены на печатной плате в непосредственной близости от силовых транзисторов в наиболее горячей точке усилителя. Традиционный транзистор, вынесенный на радиатор, требует дополнительного крепления, принимает температуру медленнее и он, в итоге, холоднее на 5..20 градусов по сравнению с предложенным вариантом. Регулировка тока покоя удобно контролируется светодиодом D11. Цепи подачи питания на предварительные каскады D1, D2, R20, R21 сохранены на случай пропадания дополнительного питания и возможности работы усилителя в традиционном AB режиме. В усилителе на фото, в качестве эксперимента, применены MOSFET транзисторы FQA28N15 33/132A и FQA36P15 36/144A, эта пара вполне заменяет три пары RFP9240/IRFP9240 до напряжения питания +-70V. Замена работает без замечаний, но на предельных режимах транзисторы следует ставить на керамические прокладки (НОМАКОН имеет большое тепловое сопротивление). Что даёт режим AB+ в данном усилителе, сравним работу в двух режимах: - AB подано только +-56V на выходной каскад. Ограничение амплитуды 46,5V на 8 Омах. Потери напряжения V=56V-46.5V=9,5V, пиковая мощность P=46,5V^2/8oHm=270W. - AB+ подано на предварительные каскады +-65V на выходной +-56V. Ограничение амплитуды 54,75V на 8 Омах. Потери напряжения V=56V-54.5V=1.5V, пиковая мощность P=54,5V^2/8oHm=371W. В режиме AB+ имеем прирост пиковой мощности по сравнению с AB 37% при питании выходного каскада +-56V. За счёт чего - это происходит? В режиме AB+ выходной каскад в пиковом режиме теряет напряжение только на сопротивлении сток - исток MOSFET транзистора и на резисторе в цепи стока. Так для IRFP9240 не более 0,5oHm (7,2А) и для IRFP240 не более 0,18oHm (12А) имеем падение на 3-х параллельных каскадах не более U=56V/8oHm/3*(0,5oHm+0,22oHm)=1,68V. В режиме AB (в положительном плече) потери складываются из U=R20(2,35V) + D2(0,74V) + R16(0,5V) + Q8ek(0,06V) +Q11gs(5,47V) +R25(0,43V)=9,55V. Данная модель и расчёты построены на предположении стабильного напряжения 56V и 65V, учитывая просадки напряжения, при питании от реального источника пиковые значения несколько снижаются, но соотношения эффективности AB+ и AB режимов работы усилителя сохраняются. Выводы: Режим AB+ значительно расширяет энергетические возможности аналогового дискретного УМЗЧ, сохраняя все его преимущества. Дополнительные обмотки трансформатора и цепи выпрямителей небольшая цена за существенный прирост мощности и КПД. Осталось подтвердить результаты имитационного моделирования экспериментально. Появились вопросы, заметили ошибки, пишите, постараюсь ответить и исправить. -
Китайская плата DC-DC Step-Up на основе XL6009 и ее КПД
A1essandro опубликовал тема в Песочница (Q&A)
Здравствуйте. Давно еще купил такую плату (ссылка на большое изображение, где видно номинал резистора). Лежала без дела. Вчера решил использовать преобразователь для питания кулера 12В 0.15А. Попробовал подключить 4.1 Вольт на вход (аккум 18650), через амперметр, на выход сразу кулер (по факту жрет 160мА) - удивился, если не сказать по другому. Я ожидал увидеть ну 0.7А. Т.е. рассчитывал на КПД как минимум 67%, не смотря на обещания китайцев на 94%. Получил аж 1.2-1.3А (ток прыгал). КПД = (0.16 * 12) / (1.2 * 4.1) = 0.39 => 39%. Как мне кажется - это ни в какие ворота не лезет. Чуть поискав инфы, обнаружил, что бывают разные индуктивности (22uH, 47uH) и разные резисторы. У меня плата именно такая как на фотке. Т.е. 33uH индуктивность и 330 Ом резистор. Может это как-то сказываться на КПД? (резистор вряд ли, т.к. на сколько я понимаю, он служит частью делителя для внутреннего ОУ) Или это стопудово брак микросхемы? В даташите на микросхему, в примерах, стоит именно 33uH. К сожалению, у меня нет осциллографа, чтобы посмотреть более детально, что происходит на выходах.