Thread Rating:
  • 0 Vote(s) - 0 Average
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
VirtualGND LM1875
#1
U temi  RSO/EMI smo se taknuli problema VirtualGND tamo gdje se nema Split napajanje +/-PSU,
nego nam je na raspolazi samo napon {GND i (+VCC)} poslije gretza i Bulk konda,

recimo trafo sa samo jednim sekundarom kojeg smo spasili iz nekog uredjaja,
koji je u odličnom/optimalnom stanju i takvog bi ga htjeli upotrebiti u nekom našem projektu,
spasili smo i gretz i bulk kond(ove), tu je i mrežni EMI/RSO, osigurač...
znači napajanje imamo rešeno (skoro rešeno! :-) )

Projekt nam je pojačalo sa izlaznim Protekcijama, onda sve sa Tone kontrolom, Volume/Balance pot sa buferima,
možda Phono stage, tu je i FAN kontrola ako nemamo baš velike hladnjake, pa Active Loudness,
pa Selektor ulaza relejima i sa indikacijom ulaza LEDicama...i šta ja znam šta još!

Projekt može biti recimo "samo" BatoMM, ili neki drugi projekat simetričnog opterečenja napajanja,
onda ovu temu možemo preskočiti, pošto imamo simetriju potrošnje prema VirtualGND,
i reši se komotno sa dva žičana/Power otpornika, koji prave VirtualGND i sami su i Bleederi osnovnog napajanja,

čak onu malu asimetriju potrošnje prema VirtualGND, neki interni CCS, Mute sklop,
... u samom LM3886 ili nekom drugom sklopu
možemo rešiti sa jednostavnim dodatnim asimetričnim otpornikom nekoliko KOhma
u suprotnoj "grani" prema VirtualGND napajanja.
Macola je to lepo presentirao TU  i u nekoliko postova dalje... komentari su tu  i ostalih članova foruma...
kao i lepo opisanog PRO i CONTRA Pasivnog i Aktivnog VirtualGND!!!

........................................................

IMAMO (nije da vičem ali stvarno imamo asimetrično opterečenje!)
baš asimetrično opterečenje napajanja i pasivnim putem nečemo to uopšte rešiti,
opterečenje nije vremenski konstantno, i tako dobijamo asimetriju VirtualGND u nekom datom trenutku,
kad je potrošnja VirtualGND "jača" prema POS ili NEG napona našeg PSU, koji ima recimo cca 51VDC napona ,
pod opterečenjem, znači imamo sekundar 38-40VAC

Udc_opterečeno={(39VAC*sqrt(2))-2xUdiode}*0,95 = {(39*1,4142)-1,4}*0,95=51VDC_load

02-13-2018, 09:03 PM
LP
Dragan
Reply
#2
Predloženom shemom VirtualGND "drži" PID regulacija LM1875 koji ima pojačanje
Ao= 1 + 33K/(4K7//4K7) = cca 15x ili +23,5dB
U shematiku imamo i slike odziva LM1875 pojačanja/freq, takodjer i samo pojačanje NFB/freq ClosedLoop
Razvidna je i Zout/freq.

Kako nebi baš tražili otpornike sa minimalnom tolerancijom u ulaznom razdelilničkom Bridgu,
1/2 Uin štelamo trimmpotom na +IN ICja
i dodatno je REF tačka stabilisana kondom 10uF, tako da nemamo u REF tački naglih promena.

NFB je kombinirana otporničkim djeliteljem koji drži cca 1/2 napona, Rfb otpornikom 33K
i kondom 15nF koji stvara I komponentu direktnog izlaza ICja skupa sa 4K7//4K7 opterečenja -IN ulaza ( I_reg "brzine" 4-5KHz),
na izlazu PowerICja imamo 0R33 otpornik koji "brine" o stabilnom radu sa teškim kapacitivnim opterečenjima (nalik BatoMM izlazu).

Iz LM1875 DS pronadjemo:
max Vcc = 60VDC
Iout max = 4A (3A)
P_dis_max iz grafova DS je cca 30-35Wmax hladjeno na max 30°C

Znači naš VirtualGND radiče sa max Vin od 60VDC
Kratkotrajno možemo imati i do 4A asimetrije opterečenja VirtualGND izlaza
-ako prekoračimo debalanse opterečenja javljat če se nam Iout limiter

Dugotrajno nesmemo prekoračiti asimetrije izlaza od disipacije ICja više nego 35W što nam znači:

-izlaz nesme dugotrajno biti opterečen asimetrijom višom od 35W/(1/2*Vin)
Primer:
imamo Vin 50VDC, 1/2 = 25VDC
dugotrajni Iout_debalance = 35W / 25VDC = 1,4ADCmax
Ako dugotrajno prekoračimo debalans opterečenja javiče nam se OverThermal protekcija

UnderVoltage Protecton takodjer neče nam raditi ActiveVirtualGND sve dok ne dostiže Vin nivoa 16VDC+ 

Sve u granicama navedenog održat če VirtualGND nepromenjen na zadatu vrednost 1/2Vin!
Frekventno je kompenziran interno i dodatno externim elementima.

-------------------------------------------

Kako radi taj VirtualGND?

Nemožemo zanemariti sopstvenu potrošnju LM1875 od 70-100mA po DS,
tu je Aclass disipacija 100mA*Vin konstantno! iako imamo neopterečen izlaz.
I to nam predstavlja jeste neželjenu disipaciju ali i odličan simetrički Bleeder izlaza,
no tu su i LEDice sa svojih bleeder 10mA dodatnih!
Medjutim to je opet cca simetričko opterečenje i ne utiče nam na disipaciju VirtualGND ICja!

U trenutku kad nemamo simetrije potrošnje VirtualGND prema POS ili NEG,
tada je LM1875 strujni izvor, kada je NEG opterečenje veče ili
LM1875 postaje strujni ponor, kada je POS opterečenje veče.

Ovakva slika bi bila sa kopiranim izlazom LM1875 iz DSa i asimetrijom opterečenja NEG>POS.

02-13-2018, 11:45 PM
LP
Dragan
Reply
#3
Dragane,

jako lepo objasnjenje i simulacije. Sve cestitke na trudu i odvojenom vremenu za proracune, simulacije i detaljna objasnjenja principa rada.
Ja bih licno samo dodao strujne generatore za ledovke iz prvog posta, tako da svetle istim intenzitetom pri razlicitim vrednostima ulaznog napona. Nista specijalno, ali mi je nekako smekerskije.
Reply
#4
Na VirtualGND nečemo priključiti pojačalo koji se napaja split napajanjem +/-PSU
niti koje drugo snažno asimetrično opterečenje.

Pojačalo mora biti neko BridgeAMP topologije! Opterečenje (zvučnik) je vezan izmedju dva izlaza identičnih pojačala
koja su vezana u Bridge konfiguraciju.

Tada struja opterečenja zapravo teče:
- iz POS napajanja preko gornjeg izlaznog aktivnog elementa (BJT, Mosfet...) jednog pojačala Bridga,
- do (+) kleme opterečenja pa preko opterečenja,
- pa preko donjeg izlaznog aktivnog elementa drugog pojačala Bridga do NEG napajanja,
kod positivne poluperiode izlazne naponske amplitude Bridge pojačala.
Kod negativne poluperiode izlane naponske amplitude teče struja:
- iz POS napajanja preko gornjeg izlaznog aktivnog elementa (BJT, Mosfet...) drugog pojačala Bridga,
- do (-) kleme opterečenja pa preko opterečenja,
- pa preko donjeg izlaznog aktivnog elementa prvog pojačala Bridga do NEG napajanja,

GND (u našem primeru VirtualGND) struja opterečenja "nevidi"!!!

Sklop če nam služiti kao GND referenca 1/2Vin napajanja
-za GND referencu izlaznog pojačala (njegovih podsklopova, CCSova, Mute, Standbay-a...
možda svega skupa do nekoliko desetina mA potrošnje)
-za predsklopove : predpojačala, buffere, Tone kontrole, Aktive Loudness...
koji možda imaju svaki po nekoliko mA potrošnje prema GNDju (VirtualGNDju)
-i za ostale male potrošače koji bi eventualno radili na split napajanju

LM1875 trebamo staviti na hladnjak iako nemamo neke potrošnje VirtualGNDja,
sam IC ima svoju mirnu struju i disipirače nekoliko W toplote i kad je neopterečen!,
izolirati ga od hladnjaka jer mu je stražnji deo ICja spojen sa pinom3 koji je zapravo naš NEG potencial napajanja,
a hladnjak i šasija skutijanja spojeni na uzemljenje gradske mreže i našeg VirtualGNDja
koji predstavlja tako i StarGND.

PSRR VirtualGNDja je ranga 60dB+ nalik 317/337 podjednako prema POS/NEG zbog takve upotrebe/konfiguracije.

Nacrtao sam na brzinu i PCB...

02-14-2018, 01:05 PM
 
.lay6   LM1875 VirtualGND.lay6 (Size: 287,31 KB / Downloads: 3)
LP
Dragan
Reply
#5
Svaka čast vredni naš Dragane 100!
Reply
#6
(02-14-2018, 12:54 PM)vojinilic Wrote: Dragane,

jako lepo objasnjenje i simulacije. Sve cestitke na trudu i odvojenom vremenu za proracune, simulacije i detaljna objasnjenja principa rada.
Ja bih licno samo dodao strujne generatore za ledovke iz prvog posta, tako da svetle istim intenzitetom pri razlicitim vrednostima ulaznog napona. Nista specijalno, ali mi je nekako smekerskije.

Hvala Macola i Vojine,

može se tu staviti neki FET kao CCS recimo Idss-a od oko 5-10mA, spojiti mu Gate i Source, a na Drain staviti otpornik,
tako da imamo cca 15VDC na FETu merenih preko Draina i Source.

Ili izračunati otpornik LEDice za Vin kojeg upotrebimo,
ima obrazac u shematiku za LED otpornike kao i izračun za otpornike ulaznog dela LM1875.
LP
Dragan
Reply
#7
Postaviču primer kako možemo upotrebiti pojačalo koje radi na Split napajanju +/-PSU,
na PSU napajanje koje ima samo "jednu granu", znači imamo trafo sa samo jednim sekundarom.

Uzečemo APEX AX11 (koji ima 130+stranica postova, pa je možda najinteresantniji  :-) )
zapravo može i koje drugo pojačalo...

AX11 zatreba recimo +/-35-40VDC
sklopovi koji zatrebaju GND (ili VirtualGND) su ulazni diff. sa svojim CCS i NFB, i zatrebaju GND zbog reference.
Sve drugo radi preko POS i NEG napona, pa i dekoupling kondovi u napajanju.

Pogledajmo si shemu AX11 koja je sada malo preuredjena:
-u originalu svi dekoupling kondovi napajanja imaju spoj sa PowerGND,
sada su vezani serijski od POS do NEG i zatrebaju mali bleeder da se naponi pravilno porazpodijele
Bleeder otpornici su vezani na POS-GND-NEG, tu je taj GND na PCBju AX11, vrednost nije kritična, recimo 1K5+ 2W
-dekoupling kondovi napajanja ulaznog dijela mogu biti takodjer na gore pomenutom GNDju PCBja
ili na SignalGNDju kojeg čemo vezati na naš VirtualGND LM1875.
-SigGND koji obuhvata ulazni deo, NFB kond prema GND, CCS bias i ta dva dekoupling konda napajanja ulaza.
-Ostala shema netreba reference GNDja

Na izlaz je potrebno staviti rasprezni kond, koji mora biti deklarisanog napona višeg nego upotrebljenog napona napajanja Vin,
recimo Vin nam je 70VDC, izlazni kond je potrebno uzeti od 100V!!!

Vrednost konda je zavisna od izlaznog opterečenja i freq donjeg CutOFF_freq
Opterečenje neka je Zout=4R0
CutOFF_freq neka je 10Hz (tada imamo več za (-3dB) pad pojačanja)

C_out = 1 / (2PI*CutOFF_freq*Zout)  = 1 / (6,28*10Hz*4R0) = cca 4000uF, stavičemo 4700uF/100V

Tako rasprežen izlaz nam sada predstavlja novi SPK OUT!

"SPK GND" konekcija izlaznog opterečenja/zvučnika zapravo može biti ili POS ili NEG, biramo jednog...neka je NEG!

Priključimo izmedju POS i NEG naš VirtualGND LM1875, a na njegov izlaz VirtualGND spajamo
-ulazni SignalGND
-ako imamo izmedju SignalGNDja i PowerGNDja na PCBju otpornik (recimo 10R) odspojimo ga
(netrebamo ga ili stavljamo na njegovo mesto otpornik 330K+ (330K-2M) )

U tački izmedju emiterskih izlaznih otpornika imačemo napon koji je cca 1/2Vin,
a koliko je baš tačan 1/2Vin nije ni bitno, najverovatnije če odstupati u nekoliko desetina mV,
nebitno... iako je i koji cijeli Volt   :-) ,
tu razliku čemo "vidjeti" (recimo osciloskopom) jedino kod simetričnosti klipppinga positivne/negativne amplitude klippinga.
Rasprezni kond če maknuti taj "DC offset" naše 1/2Vin.

Ovako čemo taj modificirani PCB AX11 spojiti u cijelinu

02-15-2018, 05:09 PM
02-15-2018, 03:52 PM
LP
Dragan
Reply
#8
Ako me neko uputi u upotrebljen PCB AX11 kojeg bi eventualno iskoristili za to vezivanje sa takvim napajanjem,
rado ču modificirati PCB (najverovatnije samo u Paint) i
ako se ima drugih sklopova (predpojačavača, buffera, nekih drugih sklopopa cijeline...)
slobodno postavite

Tu sam za konsultacije :-)
LP
Dragan
Reply
#9
@Dragan100
Svaka čast, kao i uvijek detaljno objašnjeno! Smile

Ovo bi bilo dobro isprobati, ja možda imam nekih trafoa koji bi odgovarali za AX11 uz VirtualGND, mislio sam postaviti pitanje da li bi to moglo tako raditi, ali eto nikad nisam pitao...

Da li bi se VirtualGND mogao dodati na SMPS napajanje?
Reply
#10
Prostudirano do detalja i spremljeno za gradnju.
Svaka čast, Dragane! 

Pozdrav
Reply
#11
(02-15-2018, 08:27 PM)Makso Wrote: Da li bi se VirtualGND mogao dodati na SMPS napajanje?

Sad tek vidim pitanje:

Može VirtualGND da se upotrebi kod bilo kojeg napajanja
Baterijskog, neregulisanog, regulisanog linearnog ili SMPS
LM1875 ima cca 60mA+ mirne struje pa treba voditi računa kod baterijskog napajanja radi "trajanja baterije same"
i tu mirnu struju "troši" iako imamo simetričnu potrošnju!

Dodatno "troši" samo u razliki asimetrije potrošnje do našeg Term limita dugotrajno
ili strujnog limita LM1875 kratkotrajno (detaljno opisano nekoliko postova prije).
LP
Dragan
Reply
#12
Dragane, pretpostavljam da se u ove svrhe može iskoristiti i TDA2030, pošto je skoro identičan sa LM1875.
Face up...make your stand and realise you're living in the golden years!
Reply
#13
(7 hours ago)TDA Wrote: Dragane, pretpostavljam da se u ove svrhe može iskoristiti i TDA2030, pošto je skoro identičan sa LM1875.

Može!
Pogledati u njegov DS:
Umax do 36VDC, znači za +/-18VDC
Iout max 3,5A (ima limiter)
Pdiss_max treba pogledati kolika mu je ... za dugoručno opterečenje asimetrije
Pojačanje Ao_min, da je IC još stabilnog rada

Takodjer može i koji drugi PowerIC u tu svrhu.
LP
Dragan
Reply


Forum Jump:


Users browsing this thread: 1 Guest(s)