Fiveth Watt Power Follower MOS-Fet stage by mixann

[Mixann]

Witam szanowne grono A-klasowców. 

Jako że od zawsze byłem zwolennikiem tej klasy to chciałbym się podzielić kolejnym projektem w klasie A zaległym od wielu lat. 

Ogólnie w sieci jest kilka fajnych projektów SE w klasie A które warto zrobić np:

Death Of Zen

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Power Follower 

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ja posłużyłem się tym ostatnim linkiem i wykonałem swój projekt. Zrobiłem prototyp na płytce wielostykowej a jako pre tymczasowo wykorzystałem wzmacniacz na Op-Amp AD797 i powiem w skrócie że jakość przekazu mnie po prostu rozbroiła. Zachęcony tym co usłyszałem wziąłem się do roboty.

Mój schemat stopnia mocy i kolejne fotki z etapów budowy. Obecnie czekam na transformator od Toroidy.pl a ten na zdjęciach jest od innego projektu.

 

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[AlmostFamous]

Ładne. Klasy A są fajne na zimę 🙂 

[Mixann]

Zasilanie

=======

Jak zwykle coś teraz o parametrach układu i założeniach:

- 5W RMS w czystej klasie A udało się uzyskać przy @ 8 Om zasilając napięciem 25V i Iqq=1,5A

- ogromne ilości ciepła wymagają na prawdę dobrego chłodzenia dlatego w pierwszej wersji podkładki silikonowe zastąpiłem kaptonowymi od Fischera i powiem że jest przepaść. Różnica pomiędzy nimi to 20*C na obudowie tranzystora 

- pomiar temperatury przy podkładkach silikonowych 55*C - radiator / 72*C - obudowa metalowa tranzystora po godzinie grania

- pomiar temperatury przy podkładkach kaptonowych 50*C radiator / 55*C - obudowa metalowa tranzystora po godzinie pracy 

- prąd dokładnie 1.47A 

- sztaba miedzi ma bardziej równomiernie rozprowadzić ciepło po ściance bocznej obudowy do której przykręciłem dwa radiatory 0.4*K/W anodowane. Całość na paście termoprzewodzącej H  

- Obudowa z modushop.pl 

 

 

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[Mixann]

Zasilacz wykonałem z tzw. mnożnikiem pojemności na tranzystorze Darlingtona TIP142 z wstępną stabilizacją napięcia bazy T1 = 27V i przy prądzie 2A napięcie na wyjściu nie spada poniżej 25.5V a poziom tętnień zasilacza po pierwszym kondensatorze filtrującym C1 = 6800uF, widoczne na zdjęciu. 

Diody w mostku 4x BYW29/200 Shotkye'go, docelowo będą zblokowane kondensatorami 1nF/ 600V 

W teorii analiza wykazuje poziom zakłóceń na poziomie -450dB @ 100Hz 

Zastosowany klasyczny filtr CR. Po podłączeniu idealna cisza i brak typowego BUMP przy włączeniu / wyłączeniu wzmacniacza

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[Mixann]

Oczywiście schemat u góry posiada wzmocnienie Ku <= 1 co wymaga zastosowania przedwzmacniacza dobrego o napięciu skutecznym RMS 10V by uzyskać prawie 5.8W RMS w czystej klasie A. Więc można tutaj eksperymentować z lampą albo dyskretnym przedwzmacniaczem o odpowiednim wzmocnieniu 22-25dB gdyż potencjał jest ogromny.

Pasmo przenoszenia to 8Hz - 850kHz

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[Grzegorz7]

2 godziny temu, Mixann napisał:

W teorii analiza wykazuje poziom zakłóceń na poziomie -450dB @ 100Hz 

Kosmos!

Jeszcze podaj zniekształcenia.

[Mixann]

8 godzin temu, Grzegorz7 napisał:

Kosmos!

Jeszcze podaj zniekształcenia.

Oczywiście te -450dB jak pokazuje wykres FFT powyżej odnosi się do samego zasilania tzn.  poziom szumów i tętnień w stosunku do sygnału napięcia sieciowego. W rzeczywistości jak będzie -120dB to max. Tak czy inaczej po zmontowaniu wszystkiego będę robić pomiary to się okaże. 

O zniekształceniach sygnału nie ma tu mowy póki co gdyż nie wiadomo jaki będzie docelowy preamp. Mam na oku lampę 6SN7 albo pozostanę przy AD797. To one będą determinowały poziom zniekształceń wyjściowych finalnie. 

Tak czy inaczej zasilanie w największym stopniu przełoży się na S/N + THD

[moltos]

Witam A-klasowców. Po długich i śmiesznych cierpieniach wywołanych klasą D a poniekąd i AB ponownie wracam do klasy A. Dzisiaj odbieram zamówione w ali płytki Sugdena a21 i biorę się do roboty. Przed zimą może zdążę i będę miał czym grzać pokój. Ale na poważnie chodzi mi po głowie jeszcze taki projekt pomysłu Colina Wonfora (znane w branży audio nazwisko):

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

 

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[Mixann]

9 minut temu, moltos napisał:

Witam A-klasowców. Po długich i śmiesznych cierpieniach wywołanych klasą D a poniekąd i AB ponownie wracam do klasy A. Dzisiaj odbieram zamówione w ali płytki Sugdena a21 i biorę się do roboty. Przed zimą może zdążę i będę miał czym grzać pokój. Ale na poważnie chodzi mi po głowie jeszcze taki projekt pomysłu Colina Wonfora (znane w branży audio nazwisko):

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

 

Jak widać po schemacie układ SE z źródłem prądowym na BJT i stopniem napięciowym z parą różnicową na wejściu. Całość objęta pętlą NF. Jest to kolejna wariacja dość prostego układu z DC-Servo źródła prądowego. 

Być może gra to super ale wymaga jak zawsze solidnej aplikacji jak w przypadku każdego wzmacniacza klasy A każdy element toru sygnału ma znaczenie. 

W mojej konstrukcji najważniejsze jest to  że nie ma pętli NF i to zbliża układ brzmieniowo do lampy 300B 

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[jurek1]

37 minut temu, Mixann napisał:

Jak widać po schemacie układ SE z źródłem prądowym na BJT i stopniem napięciowym z parą różnicową na wejściu. Całość objęta pętlą NF. Jest to kolejna wariacja dość prostego układu z DC-Servo źródła prądowego. 

Być może gra to super ale wymaga jak zawsze solidnej aplikacji jak w przypadku każdego wzmacniacza klasy A każdy element toru sygnału ma znaczenie. 

W mojej konstrukcji najważniejsze jest to  że nie ma pętli NF i to zbliża układ brzmieniowo do lampy 300B 

Ale ma kondensator na wyjściu, co nie pozostaje bez wpływu na dźwięk.

[przemak]

Godzinę temu, Mixann napisał:

najważniejsze jest to  że nie ma pętli NF

Pętli może i nie ma, ale stuprocentowe sprzężenie zwrotne jednak jest, jak to we wtorniku ;) 

[moltos]

Problem z Power Follower to konieczność stosowania przedwzmacniaczy z dużym poziomem napięcia wyjściowego i małej impedancji wyjściowej, zniekształcenia przy dużych amplitudach są nie do pominięcia. Ja już się wyleczyłem z takich rozwiązań, ponadto dochodzi kablologia, gniazdologia i inne wynaturzenia dzielonych elementów audio. Już First Watt M2 czy F7 wymagały kilku volt rms na wejściu a co dopiero PF. PF ma na dodatek dużą pojemność wejściową a to ważny parametr. Krótko mówiąc wychodzi hybryda lampa-mosfet chcąc nie chcąc. Zresztą Andrea Ciuffoli zaprezentował takie rozwiązanie. Sterowanie z opampa to trochę za mało. W załączeniu wykres zniekształceń słynnego Lamma w funkcji napięcia wyjściowego i przy dwóch skrajnych impedancjach wejściowych wzmacniaczy.  Co jest pomiędzy np. dla kilku kOhm tego nie wiemy.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[Mixann]

30 minut temu, jurek1 napisał:

Ale ma kondensator na wyjściu, co nie pozostaje bez wpływu na dźwięk.

Tak Jurku wiem i zgadzam się że najlepszy kondensator w torze sygnału to jego brak, ale czasami po prostu się nie da inaczej, tym bardziej kiedy zasilanie jest niesymetryczne. 

Dlatego w 2 linku który podałem w 1 poście jest projekt z układem wirtualnej masy który to powoduje że kondensator wyjściowy nie jest w torze sygnału. 

[przemak]

A po co jest opornik dużej wartości równolegle do głośnika? 

[Mixann]

7 minut temu, przemak napisał:

A po co jest opornik dużej wartości równolegle do głośnika? 

Po to aby łagodnie rozładować okładziny podczas stanów przejściowych załączenia/wyłączenia zasilania. Poza tym chodzi o to aby można było włączyć bezpiecznie wzmacniacz bez podłączonego głośnika. Podobnie jak to się robi przy układach SE z użyciem transformatora wyjściowego. 

Uprzedzając pytanie dlaczego tak duży? Póki co dobrałem go doświadczalnie jako 0.001 R rezystancji głośnika na wyjściu. 

24 minuty temu, moltos napisał:

Problem z Power Follower to konieczność stosowania przedwzmacniaczy z dużym poziomem napięcia wyjściowego i małej impedancji wyjściowej, zniekształcenia przy dużych amplitudach są nie do pominięcia. Ja już się wyleczyłem z takich rozwiązań, ponadto dochodzi kablologia, gniazdologia i inne wynaturzenia dzielonych elementów audio. Już First Watt M2 czy F7 wymagały kilku volt rms na wejściu a co dopiero PF. PF ma na dodatek dużą pojemność wejściową a to ważny parametr. Krótko mówiąc wychodzi hybryda lampa-mosfet chcąc nie chcąc. Zresztą Andrea Ciuffoli zaprezentował takie rozwiązanie. Sterowanie z opampa to trochę za mało. W załączeniu wykres zniekształceń słynnego Lamma w funkcji napięcia wyjściowego i przy dwóch skrajnych impedancjach wejściowych wzmacniaczy.  Co jest pomiędzy np. dla kilku kOhm tego nie wiemy.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Tak zdaję sobie z tego sprawę że będę musiał to jakoś rozwiązać tzn. obciążenie pojemnościowe z tak wysoką amplitudą. Na pewno kwestia pre będzie otwarta a mam kilka pomysłów. 

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[Mixann]

1 godzinę temu, moltos napisał:

Problem z Power Follower to konieczność stosowania przedwzmacniaczy z dużym poziomem napięcia wyjściowego i małej impedancji wyjściowej, zniekształcenia przy dużych amplitudach są nie do pominięcia. Ja już się wyleczyłem z takich rozwiązań, ponadto dochodzi kablologia, gniazdologia i inne wynaturzenia dzielonych elementów audio. Już First Watt M2 czy F7 wymagały kilku volt rms na wejściu a co dopiero PF. PF ma na dodatek dużą pojemność wejściową a to ważny parametr. Krótko mówiąc wychodzi hybryda lampa-mosfet chcąc nie chcąc. Zresztą Andrea Ciuffoli zaprezentował takie rozwiązanie. Sterowanie z opampa to trochę za mało. W załączeniu wykres zniekształceń słynnego Lamma w funkcji napięcia wyjściowego i przy dwóch skrajnych impedancjach wejściowych wzmacniaczy.  Co jest pomiędzy np. dla kilku kOhm tego nie wiemy.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Biorę mocno pod uwagę właśnie Op-Amp a dokładnie OPA604 który bardzo dobrze sobie poradzi z tak niską impedancją obciążenia zachowując jednocześnie niski poziom zniekształceń. 

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[moltos]

Pewnie będzie najlepszy do tego celu. Można go zasilać +/-24V to i maksymalna niezniekształcona amplituda wyjściowa będzie spora.

[przemak]

2 godziny temu, Mixann napisał:

Po to aby łagodnie rozładować okładziny podczas stanów przejściowych załączenia/wyłączenia zasilania. Poza tym chodzi o to aby można było włączyć bezpiecznie wzmacniacz bez podłączonego głośnika. Podobnie jak to się robi przy układach SE z użyciem transformatora wyjściowego. 

Uprzedzając pytanie dlaczego tak duży? Póki co dobrałem go doświadczalnie jako 0.001 R rezystancji głośnika na wyjściu. 

5k równolegle do 8 omów? Stała czasowa 40s, nie za duża ta łagodność?

Wzmacniacz tego typu nie musi mieć obciążenia.

[Mixann]

3 minuty temu, przemak napisał:

5k równolegle do 8 omów? Stała czasowa 40s, nie za duża ta łagodność?

Wzmacniacz tego typu nie musi mieć obciążenia.

Tak to Tau=RC jest spore wiem ale akurat mam taki MŁT 2W ze starych zapasów i wstawiłem póki co profilaktycznie. Docelowo myślę że będzie mniejsza wartość ale to już dobiorę też mocowo choć 2W powinno wystarczyć nawet dla 1k. 

Brałem pod uwagę Rdc cewki głośnika a nie jego impedancję ale być może się mylę. Bardziej chodzi o zjawisko ładowania kondensatora prądem stałym połową napięcia Uss podczas załączenia układu. To na pewno wymaga doprecyzowania wiem o tym. 

[przemak]

4 minuty temu, Mixann napisał:

Tak to Tau=RC jest spore wiem ale akurat mam taki MŁT 2W ze starych zapasów i wstawiłem póki co profilaktycznie. Docelowo myślę że będzie mniejsza wartość ale to już dobiorę też mocowo choć 2W powinno wystarczyć nawet dla 1k. 

Brałem pod uwagę Rdc cewki głośnika a nie jego impedancję ale być może się mylę. Bardziej chodzi o zjawisko ładowania kondensatora prądem stałym połową napięcia Uss podczas załączenia układu. To na pewno wymaga doprecyzowania wiem o tym. 

Ale przecież kondensator się ładuje 1000x większym prądem przez głośnik, ten rezystor ma znaczenie homeopatyczne...

[Grzegorz7]

A o którym schemacie mówicie?

O tym z linku o praktycznie słabo zaprojektowanym DC servo...?

[Mixann]

4 godziny temu, Grzegorz7 napisał:

A o którym schemacie mówicie?

O tym z linku o praktycznie słabo zaprojektowanym DC servo...?

Tak o tym 😁

[Grzegorz7]

W zasadzie to nie DC servo tylko element źródła prądowego. 

 

[Mixann]

11 godzin temu, Grzegorz7 napisał:

W zasadzie to nie DC servo tylko element źródła prądowego. 

 

Tak to wygląda na układ który mierzy spadek napięcia i utrzymuje stały prąd spoczynkowy. Jak zwał tak zwał. 

[Ricambi]

W dniu 24.10.2024 o 21:24, Mixann napisał:

- pomiar temperatury przy podkładkach silikonowych 55*C - radiator / 72*C - obudowa metalowa tranzystora po godzinie grania

- pomiar temperatury przy podkładkach kaptonowych 50*C radiator / 55*C - obudowa metalowa tranzystora po godzinie pracy 

To się nie zgadza.

[terminus]

Racja, kaptonowe Fischer 0,45W/mK,

silikonowe Fischer 1,22W/mK.

Czyli silikonowe 3x lepiej przewodzą ciepło. 

Kaptonowe stosuje się do wysokich napięć, np. pod LGBT w kuchniach indukcyjnych 😁

Edytowane 28 Października 2024 przez terminus

[miant]

FISCHER AOS 3 P SL mają 25W/mK.

Edytowane 29 Października 2024 przez miant
Pomyłka

[terminus]

Co z tego, skoro trzeba je smarować smarem termoprzewodzącym.

Chociaż przy paście np. AG Extreme miałoby to sens.

Edytowane 29 Października 2024 przez terminus

[ASURA]

19 godzin temu, terminus napisał:

Kaptonowe stosuje się do wysokich napięć, np. pod LGBT w kuchniach indukcyjnych 😁

W kuchniach indukcyjnych stosuje do tranzystora kładzione na radiator ceramiczne podkładki termo przewodzące plus specjalna biała redukująca nierówności podłoża radiatora przewodząca ciepło a izolująca elektrycznie nie pamiętam oznaczenia pasta 3M i... dochodzi jeszcze specjalna sprężynka dociskająca tranzystor co by przewodność cieplna do radiatora była wysoka. Grubość ceramiki musi być dokładnie dobrana bo widziałem jak tam przy napięciu 1,5KV w trakcie prób zdrowo jebneło i elektronicy wraz z prezesami odskoczyli do tyłu jak jeden mąż, no wesoło było...i jakaś przyjemna przerwa w pracy😉

[terminus]

Zależy do jakiej kuchni zaglądałeś, ja do Stalgast, tam są kaptonowe + pasta.