Thread Rating:
  • 1 Vote(s) - 5 Average
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Discrete AMP-Speaker Protection
#21
Pogledajmo si sada implementaciju OverLoad/OverCurrent protect korak po korak
u nekom nama poznatom pojačalu.

Odabrao sam APEX AX11

Pojačalo smo sklopili, testirali, pojačalo ima radne hladnjake ...
podesili smo mu izlazni DCoffset (ako ima tu opciju) ili ima DCoffset-a ranga  do +/-20mV, što je sve u granicama!
i podesili BIAS izlaznog para ranga 50-100mA.
Pojačalo je sada več duže vreme na radnoj temperaturi, ....stabilnog rada.
OK!
Pojačalo imamo radno!!!
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Sad bi htjeli za to pojačalo podesti naš OverCurrent/OverLoad protekcijski modul!

[Image: attachment.php?aid=27068]


Pojačalo ugasimo ako je dosad radilo, sačekamo da se bulk elektroliti izprazne
i spojimo +DET na R_emitter otpornik do BJTja pozitivne grane izlaza (vidi sliku)
i spojimo -DET na R_emitter otpornik do BJTja negativne grane (vidi sliku)
Ulaz protekcije nam je sada spojen.

Trimmpot protekcije OverCurrent/OverLoad zavrtimo da daje 0R ... kratak spoj,
preverimo DMMom da ima trimmpot što manji otpor, otpor blizu 0R,
tako da u startu podešavanja protekcija miruje/uopšte ne reaguje!

Na izlazu pojačala imamo naše nominalno opterečenje 8R0,
jaki otpornik, ringlu šporheta, cekas žicu, sendvič sa mortadelom...svejedno, :-)
samo da je statičan otpor nominalan kojeg trebamo, i da ima otpornik zalihe snage za disipaciju za vreme podešavanja,
koje  če nam potrajati par minuta na max snazi pojačala.

Na ulaz pojačala spojimo Signal Generator promenljive izlazne amplitude i podesimo freq cca na 80-200Hz
(tu nam je inače kontekst muzičkog programa po verovatnoči najači energijom...)

Na izlaz spojimo Osciloskop, kojim čemo gledati klippovanje izlaza

U tačke +POS i -NEG stavimo naš DMM (DigitalniMultiMetar) kojeg smo podesili za merenje mVDC

Napajanje za Protekcijski sklop uzimamo iz +PSU pojačlala i njegovog GNDja.

OK, pojačalo-protektor pripremljeno! Ne palimo ga još!!!
Pauza!
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Sad pogledajmo u Excell tabelu kakav ulazni otpornik zatrebamo!

[Image: attachment.php?aid=27069]


Osnovni podaci pojačala koji nam zatrebaju:

-PSU imamo zajednički za ulazni i izlazni stepen, +/-42VDC . I upišemo u tabelu pod OPS PSU u crveno polje 42!

-Ako pogledamo topologiju izlaza (od VASa dalje) pojačala APEX AX11, imamo DualEmitterFolower ili DEF
i u gornjoj tabeli Excella pronadjemo pod zajednički PSU i DEF, pad napona V_drop = 3 i upišemo u žuto polje
Tu možemo vidjeti da če nam izlaz klippovati na oko +/-39Vpeak

-Pod nominalno opterečenje 8R0 upišemo 8 u crveno polje pod Rload_nominal

-Imamo 1 - jedan izlazni par. I upišemo u crveno polje OPS pairs 1!
pod "estimated Pmax" možemo vidjeti da nam pojačalo može dati max 95Wrms@8R0 na naponu PSUja +/-42VDC
tu su i izračunane Irms i Ipeak koje nam mogu biti u pomoč za kontrolu SOA izlaznih po DS
i tako smo i uradili 2SC5200/2SA1943: Uce 42VDC Imax=6Apeak @100msec, OK
inače struje se upotrebljavaju u kalkulaciji

-Izlazni BJTji imaju R_emitter od 0R22 . Upišemo u tabelu 0,22 u crveno polje R_emitter (or R_source)

-Za P@50% stavljamo 5000, R_in bottom odaberemo 680 , R with trimmpot stavimo 330
V_active 2N5551 je cca 0,525V i te vrednosti upišemo ili preverimo upisane dali su tačne

Na kraju Zeleno polje R_in top nam je sada aproksimirana vrednost traženog otpora, dobili smo vrednost 4880 i stavljamo 4K7 otpornik.

Protekcija iskalkulirana, otpornici zalemljeni, detekcija spojena sa pojačalom, osciloskop i DMM takodjer spojeni,
OK.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Pojačalo sada upalimo, sačekajmo nekoliko minuta (5-10min) da se temp stabilizira i :

-okom na osciloskop, ulaznim Signal Generatorom višamo amplitudu dok na osciloskopu ne zapazimo blagi klipping (na cca +/-39Vpeak)

[Image: attachment.php?aid=27070]

-Soft klipping pustimo dalje, i sada tim klippingom na izlazu, DMMom na oku, štelamo trimmpotom protekcije
dok ne vidimo na DMMu 390-420mVDC
time je ta inicijalna procedura završena.

[Image: attachment.php?aid=27071]

Tu vidimo i druge oblike signala po odredjenim tačkama. DMMom odčitavamo cca 420mVDC!

-Sada možemo pojačati amplitudu Signal Generatora, na osciloskopu čemo zapaziti tvrdji klipping (biče više zaravni)
i na DMMu viši napon od prijašnje margine cca 410mV, najverovatnije če poskočiti prema 520-530mV na kojoj margini počinje
protekcija OverLoad/OverCurrent dejstvovati.


[Image: attachment.php?aid=27072]



Vreme kašnjenja možemo promeniti zamjenom 4,7uF u level shifteru protekcije na višu vrednost, ja sam je stavio za probu na 22uF sada sa kašnjenjem cca 2,4sec
time smo povečali RC konstantu!!!
Izlaz nam zato treba dulje vremena raditi u režimu jakih struja, da bi se protekcija aktivira,
no imamo sada lako podešavanje margine okidanja
i promenom konda personaliziramo sebi svoje vreme aktivacije!!!

DMMom kod štelanja margine 390-420mV, ako spustimo tu marginu na manje 350-340-330...mV povečat čemo struju reagovanja i obrnuto!!!

Zakačen imate i TinaTI file za experimentiranje ovom protekcijom na AX11



.tsc   AX11 Overcurrent-overload.TSC (Size: 1,45 MB / Downloads: 1)
LP
Dragan
Reply
#22
Dragan-100,Bravo kolega za temu samo nastavi,bas interesira me kako ce biti sve to kompletno sa pcb.
Reply
#23
(07-16-2018, 08:02 AM)PeceMK Wrote: Dragan-100,Bravo kolega za temu samo nastavi,bas interesira me kako ce biti sve to kompletno sa pcb.

Hvala @PeceMK!

Pa za PCB mogli bismo angažirati našu forumsku zajednicu i napraviti u barem dve verzije:
-montaža skupa sa SPK klemama
-posebna PCB i povezivanje žicama

Kasnije ko se odluči za RELE ili SolidStateRele sa Mosfetima

PCB se inače popuni onim protekcijskim modulima za koje se svako posebno odluči...

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

Nastavak protekcija biče sa zamjenom BJTja za Optocoupler
-rešimo se obavezne konekcije napajanja iz izlaznog stepena pojačala, inače protekcija BJT OverCurrent/OverLoad ne radi!!!
-prag aktivacije je sa Optocouplerom sada 810-820mVDC
LP
Dragan
Reply
#24
Ne obećavam, ali mogu da probam. Smile
Javite mi samo kad šeme svih sklopova budu konačne.
Face up...make your stand and realise you're living in the golden years!
Reply
#25
OverCurrent/OverLoad sa Optocouplerom


[Image: attachment.php?aid=27085]

Protekcija OverCurrent/OverLoad sa optocouplerom sada ne zatreba napon napajanja iz izlaznog stepena,
kojeg zatreba ta modul zaštite sa BJTjem, inače ne radi!


[Image: attachment.php?aid=27086]


Prag provodjenja OPTO je sada cca 800-820mV i ako se pogleda sa tipičnom max strujom po izlaznom paru 4 -4,5Apeak
što bi iznosilo na 8R0 opterečenju cca 75Wrms@8R0
zatreba minimalni R_emitter od 0,82/4,5 = 0R18 -0R22

i kod multiple izlaznih parova, zna se desiti da je struja/paru premala za drivovanje OPTO
Tada treba promeniti taj/te R_emitter (R_source)!


[Image: attachment.php?aid=27087]


U Excell tabeli za definiranje ulaznih otpornika R_in top i R_in bottom sada za V_be active stavimo 815mV!



.tsc   OverCurrent PROTEKT OPTO.TSC (Size: 1,3 MB / Downloads: 2)
LP
Dragan
Reply
#26
Zamjena za Speaker Protection RELE

Pojačalo radi recimo sa PSU do +/-60VDC

-mosfet odaberemo da ima najmanje Vdss 100V, neka je barem za 15A, dovoljno nizak napon da nam je RdsON več mali sa Ugate 5V+
-Photovoltaic neka je VOM1271 sa internim TurnOFF dodatnim sklopom, inače je to dodan P-Fet i otpornik,
pa kad opada napon na Photo-voltaičnim čelijama, onda FET dodatno obori izlaz, posledično gate napon.
-dodao sam i TVS bidirektional protekciju (60V, BrakeDown oko 75V a clamp na cca 95V)
da poštedimo mosfete kod tranzicija kad nam zvučnik sa skretnicom nudi baš lepe Back EMFs
-pojačalo ima več na izlazu Clamp diode prema napajanju,
dve diodi klasično postavljene u izlaznom stepenu, od AMP OUT prema +Rail, i od -Rail prema AMP OUT
Kod Mosfeta te diode netrebaju, pošto ima Mosfet svoje Body diode.

-dodao sam i "Remote sense" da NFB popravlja i ono malo šta se "gubi" performansa na Back-to-Back Mosfetima
kao RELE sa zlatnim i dodatkom Unobtainiuma posebnim kontaktima bolja nam je opcija... :-)


[Image: attachment.php?aid=28442]

To sa Remote sense protekcije probaču simulirati sa i bez, i vidjeti koje su nam razlike u THDju.
Za nas, ...i naravno "puriste"
:-)


Attached Files Thumbnail(s)

LP
Dragan
Reply
#27
SImulacija THDja Back-to Back mosfet Speaker Protekcije

1. Simulacija klasične sheme LM3886 bez nikakve protekcije na izlazu,
-opterečenje je 8R0, GAIN = 24V/V ili 27,60dB
-izlazna amplituda je 10,00Vpeak@1KHz, DC offset podešen

THD@8R0 @1KHZ @10,00Vpeak OUT @Dcoffset +20uV = 8,643E-04%

[Image: attachment.php?aid=28444]

2. THD sa uključenom protekcijom Back-to-Back mosfeta,
-opterečenje je 8R0, GAIN = 24V/V ili 27,60dB
-izlazna amplituda je 10,00Vpeak@1KHz, DCoffset podešen

THD@8R0 @1KHZ @10,00Vpeak OUT @Dcoffset +20uV = 9,565E-04%

[Image: attachment.php?aid=28445]


3. THD sa uključenom protekcijom Back-to-Back mosfeta, dodana je Remote Sense Back-to Back mosfeta
sada je potrebno malo korigirati izlaznu amplitudu pošto se nam je Gain malo smanjio, za 0,33dB ili smanjio se zbog RemoteSense za -1,2%
sada je GAIN = 23,09V/V ili 27,27dB,
-izlaz ponovo postavljen na 10,00Vpeak@1KHz, DC podešen!
-opterečenje je 8R0

THD@8R0 @1KHZ @10,00Vpeak OUT @Dcoffset +20uV = 8,655E-04%

[Image: attachment.php?aid=28446]


Attached Files Thumbnail(s)

LP
Dragan
Reply


Forum Jump:


Users browsing this thread: 1 Guest(s)