DIY Electronic projects

Full Version: Class D Amplifier - High Quality Power Audio Amplifier
You're currently viewing a stripped down version of our content. View the full version with proper formatting.
Pages: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46
@Dragan100
Ovo promenljivo napajanje ispred H-mosta, Sync-buck, on i ne treba da ima NFB, on neka radi u Open-loop (na 1+ MHz) jer nema svrhe da se on reguliše posebno kad se "nakrca sa Bulk+decoupling kondenzatorima", sve greške će da popravlja glavni NFB OP-AMP, i tu dolazimo do nekih praktičnih limita gde "iz nekih razloga" je prevelika greška tj očigledno se pojavio problem sa opterećenjem i verovatno teče veća nego što je dozvoljena struja, izlaz u kratkom spoju na primer ili došao Macola i priključio 8uF kondenzator na izlaz i pita "Šta sad Mikac?" : ), to treba da se fino postavi ("handluje") da bi radilo pouzdano.
Ovde je dobro što pri bilo kom Volume "može da se odkrije greška", i to je vrlo dobra stvar i bolje tako da radi pre nego što bude kasno i neko postavi Volume na 100%.
PS: Čak može da postoji i mehanizam koji detektuje "da je premala greška" i da o tome "obavesti" i da pogasi sve jer nema potrebe da zuji kad nema opterećenja Smile
To je VCA ok hvala! Imamo PDM na SW tacki pre filtera, odatle mozemo da uporedimo bitove sa izlaza/ulaza pa i da detektujemo kratak spoj i neke vece greske zavisno kako postavimo logiku poredjenja, a imamo i glavni nErr pin sa kojim mozemo da iskljucimo most kompletno
Gate driveri pa i ovi GAN moduli šta već, imaju što se kaže built in protection. Donekle..
(06-25-2022, 09:11 PM)mikikg Wrote: [ -> ]@Dragan100
Ovo promenljivo napajanje ispred H-mosta, Sync-buck, on i ne treba da ima NFB, on neka radi u Open-loop (na 1+ MHz) jer nema svrhe da se on reguliše posebno kad se "nakrca sa Bulk+decoupling kondenzatorima", sve greške će da popravlja glavni NFB OP-AMP, i tu dolazimo do nekih praktičnih limita gde "iz nekih razloga" je prevelika greška tj očigledno se pojavio problem sa opterećenjem i verovatno teče veća nego što je dozvoljena struja, izlaz u kratkom spoju na primer ili došao Macola i priključio 8uF kondenzator na izlaz i pita "Šta sad Mikac?" : ), to treba da se fino postavi ("handluje") da bi radilo pouzdano.
Ovde je dobro što pri bilo kom Volume "može da se odkrije greška", i to je vrlo dobra stvar i bolje tako da radi pre nego što bude kasno i neko postavi Volume na 100%.

Podudario si neke tačke sa tog linka na velikom forumu, pa sam replicirao kako su to rešili recimo kod TSA2560.
Tamo su odradili Boost vanjskim dodatnim kalemom i dodatnim (nevelikim) bulk kondom.
Pa su zato išli drivovanjem u isti PDM takt, da bi se jim i napon napajanja uzdizao po istom taktu PDMja u SW tački izlaznog stepena,
tako i drže THD mali zbog te inače prisutne naponske modulacije preko napajanja.

Naš SyncroBUCK može klasično, malo više nakrcanim bulk kondovima, 
jedino bi ga lokalno pustio u NFB (preko kontrolera za BUCK), da nadgledava zadat izlazni napon
i da se taj napon zadrži sa što manjom fluktuacijom i malim naponskim ripplom (pa i niskim šumom).

OTP, UVP, OVP i OCP rade na nivou cycle-by-cycle samih modula H-Bridga (4kom LMG3411Rxxx) 
i imaju svaki svoj FAULT pin, koje prosledujemo unazad ISO7821F driverima 
(ovi su odabrani (taj F suffiks) i ako se desi neko nedefinirano stanje logike samog drivera, izlazi idu u stanje default= LOW, pa time stopira/ju rad H-Bridga)
i skupa zapravo tvore nERR pogoj (zbir svih mogučih grešaka rada pa i drivovanja cijelog H-Bridga) 
koji kad se pojavi neka od grešaka, gasi rad H-bridga (kao ENABLE/DISABLE)
kad posustanu greške, nastupi StartUP vreme i H-bridge može poslije toga dalje raditi (to je sve več odradjeno u detalje).

Tako da:
"tu dolazimo do nekih praktičnih limita gde "iz nekih razloga" je prevelika greška tj očigledno se pojavio problem sa opterećenjem 
i verovatno teče veća nego što je dozvoljena struja, izlaz u kratkom spoju na primer 
ili došao Macola i priključio 8uF kondenzator na izlaz i pita "Šta sad Mikac?" : ), 
to treba da se fino postavi ("handluje") da bi radilo pouzdano."
O tome i drugim sličnim zgodama se i razmišljalo i kasnije postavljeno u shemu sa svim tim protekcijama.

NFB sa LevelScaling-om sa VCA/VGA/PGA proporcionalno sa nivoem napajanja (naš VOLUME)
onda kvalitetan ADC i usporedba sa ulaznim PDM bila bi sasvim dovoljna okupacija NFB loopa,
netreba opterečivati i sa extremnim situacijama, gdje več gornje protekcije rade svoj posao.
Mnogo je jak Class-D, on sa tim GaN pri svega (max) 40V može da "plasira" 0.4kW kontunualnog RMS na 4Ohm sa THD na primer 0.1%
Sa 65V maksimalnim naponom mosta može 1kW RMS na 4OHm ...

Mora malo da se "ukroti" ta snaga, nebi voleo da mi "počinje" da radi zaštita tek kad predjem 1kW RMS, hehe Smile

Za opseg Volume-a od 70-100% mora da se ima posebna "dozvola", mala bravica sa ključem Smile
Treba uzeti u obzir i to da vec imamo izolovanu digitaliju od analogije pa bi zato mozda trebalo traziti i izolovani adc
Znate sta ja mislim, mi imamo 1bit signal na ulazu u kapije, isto tako imamo i na izlazu 1bit signal! Dali nama uopste treba adc?? Kako uopste i upotrebiti adc na tako ucestaloj frekvenciji ako idemo sa pdm modulacijom?!? Meni se ovako nesto mota po glavi H11L1SR2VM, njime mozemo da akumuliramo bitove sa izlaza i ujedno imamo i izolator za digitalnu stranu! Mozemo i iza filtera ili cak i sa kleme zvucnika, izgubili bi verovatno pola od 32bit pa bi nam bilo dovoljno i tih preostalih 16bit pa neka bude i 10bit da mozemo da uocimo gresku i napravimo kalkulaciju za ispravljanje greske. Prakticno greska bi se racunala na svakom akumuliranom kontainteru od 16bit ili ti na negde oko 175000Hz. Samo treba nam vece brzine ovakav jedan ic? Smile
Nećemo mi izgubiti dig Informaciju do izlaza, ono što je high biće high, ono što je low ostaje 0. U analognom domenu može biti izobliceno - impulsi više neće biti tako lepi, I kada prodje kroz filter to je korisni analogni signal; njega treba uporediti sa ulaznim. Msm da sto reče Miki, nećemo da koristimo dac ali zato moramo adc... 🙄
Ali cekaj i preko adc ces da dobijes izoblicen signal, i adc ce da ga vidi izoblicenog! Sta je ovde u stvari izoblicenje? Ja mislim da je zakasnila jedinica ili nula onako po seljacki receno, tako ce i da nam stigne u kontainer jedinica ili nula, i to je ustvari greska.
Ovako nekako
Znas sta mi je jos na pameti, ne mora ovo digitalno da uporedjujemo, moze recimo da imamo ovaj loop ovako: jednu kapiju pre iso drajvera, na primer na kapiji je trenutno LOW, a sa izlaza imamo HIGH, izlaz sa H11L1 nekako povezati da okrene bit na kapiji i prevrne ova stanja u kontra. Znam da ni ovako nebi bilo jednostavno i da maltene treba da imamo nesto jako jako ultra brzo Smile U prevodu fidbek da ima citac bita sa izlaza i da bude direktno povezan sa kapijama na ulazu, u slucaju da se stanje ne poklapa da izvrne stanje na kapiji. Cisto ono na glas razmisljam nebi li se nekom javila neka dobra ideja, moje ne iskustvo i ne znanje isplivava, ne zamerite!
1bit DCM signal dobivaju kapije komplimentarnog razdvajanja (za potrebe HalfBridga)
i replika PowerDCM nam je sada ISTA, ali samo nivojski naponsko promenjena u tački SW HalfBridga
(po +HV napajanju izlaznog stepena, pre izlazne LC filtracije) ,
izuzev grešaka u tranziciji ulaz-->izlaz H-bridga samog i Group Delaya, koju ne smatramo greškom!

ISO driveri su upotrebljeni zbog LevelShiftinga, tako nam je lakše plasirati DCM ulazni signal referisan na GND,
u različite Livele, jednog u HIGH, koji je referisan na tačku SW HalfBridga,
i drugog u LOW, koji može biti GND referisan (za FullBridge) ili referisan na -HV, pa ga treba takodje Level Translatirati.

HalfBridge i FullBridge su na izlazu onda referisani na GND.
HalfBridge direktno sa napajanjem +/-HV koji je več referisan na GND,
a FullBridge takodjer ako imamo napajanje isto simetrično +/-HV,
dok FullBridge sa Single napajanjem +HV referisanom na GND izlaz bude posredno referisan na GND,
pošto su sada -OUT i +OUT oba sa +HV/2 OFFSETom i treba jih samo differencialno sabrati i tako "izgubimo" taj izlazni CommonOffset,
ostaje nam "čisti" signal referisan na GND (ili pak referisan na onu referencu koju smo zadali differencialnom sumatoru/opampu, ako želimo da je različita od GND)

Zapravo netrebamo sada ISO translatora za proslijediti unazad NFB, ni za NFB iz SW tačke, ni za NFB PostFiltracije.
Več je referisana na GND i spremna za obradu (LevelScaling, anti-aliasing,....ADC--->MCU/DSPja)

https://forum.yu3ma.net/attachment.php?aid=37856
slično implementaciji (blokovno) iz slike 3.1, odradili bi naš blok:
[Image: attachment.php?aid=37862]
opisi su detalno odradjeni u tom dokumentu, da ne smaram tu....
:-)


PS: dok pišem, dodalo se još puno postova!
Odlično!!!
:-)

[attachment=37862]
Tako je Dragan100, to je koncept o kome pričamo.

Stim što stvarno baratamo sa relativno velikom snagom, žaštita mora stvarno da bude vrlo inteligentna, tehnički može da se odradi test impedance i da taj test da rezultat za R+/-j nešto, bukvalno ne sme da se pusti preko neke granice ako taj test nadje da je "nedovoljno mali R", aktivna otpornost kalema, zvucnik/drajver od 50W i 1000W imaju poptuno različitu DC otpornost, to treba da se prepozna i spreči spaljivanje zvučnika.
@mikikg mozda INA226, a shunt je kalem?
(06-26-2022, 02:44 PM)mikikg Wrote: [ -> ]Tako je Dragan100, to je koncept o kome pričamo.

Stim što stvarno baratamo sa relativno velikom snagom, žaštita mora stvarno da bude vrlo inteligentna, tehnički može da se odradi test impedance i da taj test da rezultat za R+/-j nešto, bukvalno ne sme da se pusti preko neke granice ako taj test nadje da je "nedovoljno mali R", aktivna otpornost kalema, zvucnik/drajver od 50W i 1000W imaju poptuno različitu DC otpornost, to treba da se prepozna i spreči spaljivanje zvučnika.

Da Miki, ona direktna NFB (sa SW tačke) radila bi tu V-I protekciku i SOA Lokus
pošto može LMG3411R050 tipično do 55Apeak sa svojom OCP, 
što je nekih 35+Arms koji mogu na 8R0 opterečenju razviti i do 10KW teoretski,
ili da pravimo za BelogNinju DSD inverter zavarivanja! :-)

naravno limit nam je onda naš regPSU jer če iči izlaz prije u naponski klipping, ali svejedno, 
treba kao što si rekao taj monitoring Naponsko-Strujni izlaza.

I kao što si rekao, da je podešavanje VOLUME od 0V do nekih max40VDC za FullBridge "otvoreno",
dok "zaključano" za više napone VOLUME, gdje je transfer energije več znatan >500W
i tada nastupe te dodatne Voltage-Current-Power protekcije i posebnom naredbom odključano!

Sava dobar je taj INA226, 
ali možda potražiti takvog sa višim CommonMode naponom Vbus odčitavanja:

recimo sličan INA239 / 238 / 237 zavisi koji komunikacijski interface hočemo
ili INA228 / 229 kojom resolucijom / interfejsom
ili zanimljiv LM5056

svi su za napone Vbus 80...85V pa zato primerniji
sledeči je INA236 ali za napona Vbus do 48V
ostali po TI spisku idu do 36Vmax
(06-26-2022, 03:00 PM)savan Wrote: [ -> ]@mikikg mozda INA226, a shunt je kalem?

Shunt mora striktno neinduktivan dodan serijski poslije LC filtracije, 
inače imamo pad napona kojeg INA čita ABS{Re+jIm}Vpeak različit od onog što želimo da izmerimo
i ne daje uvid u tačnu struju {Ipeak*R} = V_current_sense_peak prema zvučniku/potrošaču
Pada sad neka shemica? Kako smps odraditi, dali bi mogao da se prepravi hypex smps da bude variabilni?
Pitanje je da li da stavljamo HYPEX SMPS ili da ove nase GaN gurnemo na HV i preskočimo HYPEX!!?

Galvansko rastavljanje može da se odradi na našem Sync-Buck-u, tu treba transformator i on je tu bitan za transformaciju impedanse i on nam u krajnjem slučaju daje maksimalni izlazni napon i čak i u fatalnom uslovu da je nekako taj naš Sync-buck "prso" i gornji tranzistor zalepio za HV rail, da nema toga ovaj mučeni H-most sa opterecenjem bi eksplodirao, zvučnik/drajver i zvučna kutija bi se dizentigrisale, popucali bi Bulk LV elektroliti i SAMO BI GaN preživeli Smile

Kod Ćuk-ovih topologija je obavezno u konverteru ubačen bar jedan C seriski kondenzator, to je ultimativna zaštita da nešto "mora da radi ispravno" da bi došlo do transfera energije, ako bilo šta pukne ili ostane zakucano u nekom stanju nema transfera energije, to je mnogo dobra caka.

PS: Odličlan članak, https://www.linkedin.com/pulse/direct-10...bodan-cuk/
Tu je pisao neke skoro neverovatne stvari, "ne treba vam FB ima automatski", "kontrol BW je jednak prekidačkom, sam se prilagodjava od ciklusa-do-ciklusa" i na kraju sam video krivu linearnosti napspram Duty-cycle koja je skoro ravna, hmm to su opasne frekvencije Smile
Taj Ćuk-konverter radi sa GaN na 100kHz ZVS!
Kod Hypexa izgleda nema sanse da se promeni napon, skroz sam zaboravio na cinjenicu da su zalili taj deo gde je FB termoprovodnom epoksy smolom koja nema sanse da se skine Sad

Dali bi vredelo da probam ovako? Za nedelju dana kad odem na godisnji probao bi nacrtati shemu i napravio bi i gerber plocicu gde bi imao 4 tranzistora u H, sklop bi radio na malom HV naponu recimo 3.3V, imao bi 3 kapije sa schmit ulazom SN74LVC1G99DCTR, sa njima imam mnogo logickih mogucnosti i izuzetno su brze, dve bi isle na pwm1,pwm2 i jedna posle filtera, FB loop bi bio u stvari ta 1 kapija sa izlaza na 2 kapije na ulazu, kapije bi bile medjusobno logicki podesene da ova sa izlaza zapravo izvrce stanja na kapijama sa ulaza fakticki da prati u korak PDM modulaciju sa ulaza. Ima li smisla gubiti vreme na ovako nesto? Ovo bi ustvari bilo idealno kada bi moglo da se proba u TinaTi, ali ne znam kako da ubacim onaj pdm iz dsd2pdm.log fajla, tina ima onaj piecewise linear gde moze da se importuje PWL fajl ali kako konvertovati PDM u PWL?

Edit:
Uspeo sam da konvertujem, to je u stvari u ovaj format stim sto moram i vreme da povecavam za 354.30839002268 ?
Code:
0s 0V
354.30839002268ns 1V
354.30839002268ns 0V
354.30839002268ns 1V
354.30839002268ns 0V
354.30839002268ns 0V
354.30839002268ns 1V
354.30839002268ns 0V
354.30839002268ns 1V
354.30839002268ns 0V
354.30839002268ns 0V
354.30839002268ns 1V
Hehe, da stavimo čika Hypex sa strane i da se vratimo kod čika Ćuka Smile

To radim(o) iz X razloga, prvi i najbitniji je da se "savlada nova fenomenlana toplogija pretvarača" koja po Ćukovom pisanju a i po mojim preeliminarnim simulacijama radi bolje i od Sync-buck koji koristimo za Volume, bolje id od izlaznog H-mosta (2 * Sync-buck) i bolje od Hypex LLC-a sve zajedno Smile

Bolje da stavimo Cuk-buck2 u most i nikakvi više pretvarači ne trebaju i što je najludje u celoj priči čak ne treba ni NFB jer se "sam kompenzuje na nivou jednog prekidačkog ciklusa".
Pages: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46