Jump to content

Search the Community

Showing results for tags 'Эффективность'.



More search options

  • Search By Tags

    Type tags separated by commas.
  • Search By Author

Content Type


Forums

  • Вопрос-Ответ. Для начинающих
    • Песочница (Q&A)
    • Дайте схему!
    • Школьникам и студентам
    • Начинающим
    • Паяльник TV
    • Обсуждение материалов с сайта
    • Competition 2019
  • Радиоэлектроника для профессионалов
    • Световые эффекты и LED
    • Роботы и модели на ДУ-управлении
    • Автоматика
    • Самодельные устройства к компьютеру
    • Программное обеспечение
    • Автомобильная электроника
    • Системы охраны и наблюдения. Личная безопасность
    • Питание
    • Электрика
    • Промышленная электроника
    • Ремонт
    • Металлоискатели
    • Измерительная техника
    • Мастерская радиолюбителя
    • Сотовая связь
    • Спутниковое ТВ
    • КВ и УКВ радиосвязь
    • Жучки
    • Телефония и фрикинг
    • Высокое напряжение
    • Идеи и технологии будущего
    • Справочная радиоэлементов
    • Литература
    • Разное
  • Аудио
    • FAQ, Технологии и компоненты
    • Для начинающих
    • Источники звука
    • Предусилители, темброблоки, фильтры
    • Питание аудио аппаратуры
    • Усилители мощности
    • Акустические системы
    • Авто-аудио
    • Ламповая техника
    • Гитарное оборудование
    • Прочее
  • Микроконтроллеры
  • Товары и услуги
  • Разное
  • Переделки's ATX->ЛБП
  • Переделки's разные темы
  • Киловольты юмора's Юмор в youtube
  • Радиолюбительская доска объявлений exDIY's Надежность и группы продавцов

Blogs

There are no results to display.

There are no results to display.

Marker Groups

  • Пользователи форума

Find results in...

Find results that contain...


Date Created

  • Start

    End


Last Updated

  • Start

    End


Filter by number of...

Joined

  • Start

    End


Group


ICQ


Skype


Интересы


Город


Сфера радиоэлектроники


Оборудование

Found 2 results

  1. 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.
  2. 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.
×
×
  • Create New...