Finale a MOSFET con IRFP9140 e IRFP140

[Van]

Ciao a tutti e bentrovati.
Da poco ho ripreso il saldatore in mano e come prima cosa volevo fare un restyling del mio finale audio a mosfet, avendolo realizzato nel lontano 1993 e poi dismesso per molto tempo.
Ho aperto il case ed oplà...sorpresa! Il circuito originale portava la famigerata coppia 2sk1058-2sj162, ma non ricordo per quale motivo ci trovo dentro una coppia IRFP9140-IRFP140.
Poi mi ricordo che si bruciarono (sarà stato un corto forse) e li sostituii con questi che avevo nel cassetto. Ricordo anche che qualche anno fa chiesi qui un consiglio sul circuito per adattarlo agli Irfp, ma poi nessuno mi dette dei consigli operativi (non so perchè, forse mi avete snobato((( ).
Apro questa discussione postando il circuito elettrico e chiedendovi di darmi una mano ad adattare il finale, considerando che:

1) non riesco a tarare la corrente di riposo dei mosfet (il tester non segna alcun voltaggio sebbene sia collegato tutto bene) che dovrebbe essere regolata per 100 mA (1 Volt);
2) a basso e bassissimo volume, il segnale "frigge" sulle alte frequenze e non è limpido, effetto che scompare appena si alza il volume (sarà sicuramente la non taratura della corrente a riposo?);
3) vorrei migliorare il circuito cambiando i componenti più critici. Mi potete indicare quali in particolare?

Secondo me è un circuito molto valido e curato. Anche il case fu fatto in modo pefetto. Grazie a chi vuole intervenire.
Passo poi tutto il materiale che ho se qualcuno lo vuole realizzare.

[Giaime]

Ciao,

occhio che nel circuito il IRF9140 è disegnato storto, spero tu non l'abbia realmente collegato così

Secondariamente, della sostituzione tra mosfet laterali (2SK1058) e verticali (IRF) ne abbiamo parlato più volte nel forum e c'è anche tanto materiale in rete.

La sostituzione diretta non si può fare senza modificare il circuito, perchè:
1) i laterali sono auto-regolanti dal punto di vista termico (non soffrono di deriva termica, e un trimmer, come nel tuo schema, è sufficiente per settare la corrente a riposo), i verticali assolutamente no, richiedono una compensazione termica attiva;
2) le capacità parassite dei due tipi di componenti sono enormemente diverse, così come la transconduttanza.

Il mio consiglio: mettici i mosfet appropriati, 2SK1058 e compagno. Se non li trovi ci sono altri modelli (sempre di tipo laterale, tipo BUZ900) che vanno bene.

Per il resto il tuo schema ha numerosi punti di possibile miglioramento, in particolare per quanto riguarda la compensazione, ma questo sicuramente è secondario al problema termico di cui sopra.

Ciao!
Giaime Ugliano

Don't Be a Wimp. Use NFB and use tons of it.
Bruno Putzeys

[Van]

Ciao Giaime, grazie per l'aiuto.
Uhmm ho ricopiato il circuito per non postare la fotocopia originale, visto il copyright, però, forse sono stanco ma...non vedo l'errore del 9140. È un p-mosfet, segno uscente della freccetta...perchè al contrario?
Più che altro studiando un pò le differenze di caratteristiche dei mosfet ho notato che nel vecchio N-mosfet cioè il 2sk1058 sono stati inseriti due condensatori tra gate e source e tra drain e gate, di 330 e 33 pF, per ovviare alle diverse capacità di ingresso della coppia 1058-162 (il 2sj162 ha capacità maggiore rispetto al 1058).
Sostituendo con gli irf ho una situazione al contrario è i P-mosfet che minore, per cui secondo me dovrei mettere quei due condensatori sull'altro mosfet (il canale P) per renderlo più simmetrico possibile.
Che ne pensi?
No ma la coppia dell'Hitachi potrei anche prenderla, ma ho 4 coppie di irfp e volevo impiegarli con questi pcb che ho già....

[Van]

In merito al discorso termico, devo far notare che non scaldano per niente....ho provato a toglierli un attimo dal dissipatore e nulla...manco tiepidi...eppure credimi...a volume alto si sente tutta la potenza dei mosfet. Li avrò tirati a 45 watt pieni forse, non ho osato mettere il volume al massimo perchè le mie piccole Tannoy Mercury m2 erano già al limite...

[Van]

Ho letto questa vostra discussione:

http://www.audiofaidate.org/forum/viewtopic.php?t=3357

e devo dire che a certe vostre considerazioni non ci sarei mai arrivato...siete troppo bravi voi.
Mi sa che seguo il tuo consiglio, metto i suoi originali...per gli Irf mi divertirò a trovare qualche schema valido per impiegarli.
Ti farò sapere...grazie

[Van]

Trovato l'errore sul simbolo grafico del 9140, in effetti bisogna ribaltarlo...è una svista. Grazie

[Giaime]

Vedi, la ricerca nel forum è utilissima

Per quanto riguarda i condensatori, se in linea di principio uno potrebbe pensare che il tutto funzioni meglio equalizzando il carico capacitivo sui due rami (in realtà c'è un modo molto migliore per farlo, descritto nelle application note National - ovvero usare due diverse resistenze di gate), in realtà aggiungere capacità appesantendo il circuito non è mai una buona idea, e probabilmente nello schema originale questo è stato fatto perchè l'amplificatore era instabile. Questo problema però si risolve con un'accurata compensazione, non certo mettendo condensatori a caso. Confronta lo schema con altri schemi a transistor e vedrai diversi metodi di compensazione, sicuramente la strada più facile e sicura (poi si può sempre migliorare) è quella di inserire un condensatore da 100pF tra il collettore di Q9 e la base di Q10 (identicamente per l'altro ramo).

In realtà come dicevo c'è più di una cosa da modificare, si possono affrontare in un secondo momento però. Certo che stampare i PCB quando non si è già sicuri dello schema non è una grande idea...

Ciao!
Giaime Ugliano

Don't Be a Wimp. Use NFB and use tons of it.
Bruno Putzeys

[Van]

Il sistema di inserire dei condensatori, per compensare le differenze di capacità di input delle coppie di mosfet, l'ho trovato in molti progetti che usano i mosfet, anche se devo ammettere essi si riferiscono a circuiti in mio possesso datati e non recenti. Le sperimentazioni e le prove attuali evidentemente suggeriscono altre vie e altre filosofie di approccio ai vari problemi, considerando anche che attualmente si producono componenti ben più precisi e affidabili di almeno 15-20 anni fa.
Come ho premesso, nel 93 costruii questi due finali, nel puro spirito DIY, i cui schemi fuorno presi da una rivista molto in voga all'epoca. Dopo varie ricerche optai su questo schema che mi sembrò essere il più curato degli altri. Quindi mi ritrovo tutta la realizzazione completa che inizialmente era tutta originale (2sk1058-2sj162), ecco perchè ti dicevo dei pcb...e ricordo anche le soddisfazioni che mi sono tolto con i più blasonati ampli degli amici...Un particolare non potrò mai dimenticare e fu un'esperienza interessantissima per me che l'elettronica è solo un hobby senza tante velleità, ma che ha voglia di capire e soprattutto con "le proprie mani": il trasformatore di alimentazione lo feci avvolgere appositamente da un artigiano con i capelli bianchi qui nella mia località, con dati alla mano e le caratteristiche che mi servivano (passammo insieme un intero pomeriggio e sera). Sta ancora lì, funziona una meraviglia, non fa alcun rumore, ed è un panettone quadrato a lamelle dal peso e dimensioni che commercialmente forse si avvicina solo a quelli usati dall'ENEL...36-0-36/0-12/0-24 Volts-600 VA.
È sovradimensionato sicuramente per questi circuiti...forse lo tolgo e ne metto uno da 300 VA toroidale e cambio anche i condensatori da 10000, anche se mi piange il cuore, ma pesa un accidenti!
E cmq grazie Giaime. ti stimo molto.

[krell63]

Sai perche' non riesci a regolare la corrente di riposo.....?
Molto semplice......
Gli Hitachi li polarizzi con 0,6 volt mentre gli IRF hanno bisogno di ben 3,9 volt!!!!!! Pertanto il resistore di regolazione va maggiorato per riuscire ad ottenere la polarizzazione inoltre gli IRF non sono Mosfet ma bensi' degli Hexfet

[krell63]

Comunque il circuito da te presentato e' buon e di grande stabilità visto che usa un cascode che anche se ti "mangia" della potenza ti garantisce stabilità e bassissime distorsioni sulle frequenze alte, occhio hai condesatori sui Mos, vanno calcolati in base alle capacita caratteristiche dei mos che usi, sei mos sono uguali puoi ometterli ma calcola bene il resistore in ingresso al gate che con la capacità di gate formano un filtro passabasso. Magari se proprio vuoi sostituire gli Hitachi ti consiglio dei Toshiba 2sj201 e 2sk1530

[RockyScic]

Ciao
Lo schema che proponi è simile alla schema proposto nel anni 80 dalla rivista Elektor meglio conosciuto come MiniCrescendo che usava come finali i famosissimi 2SK134 2SJ49, che dopo tanti anni anche io ho ripreso il saldatore è ho realizzando un bel finalino, l'unica variante che ho apportato allo schema originale è stata la sostituzione dei finali con gli 2SJ162 e complementare, anche io avevo cercato di sostiutire i finali HItaci con degli Hexfet è ho costatato lo stesso problema la corrente a riposo non era stabile, ma poi rimontando i finali Hitaci tutto funziona prerfettamente è sono pienamente soddisfatto, chissa in futuro vi farò vedere la mia realizzazione, l'unica cosa che devi stare attento e la piedinatura inquanto 2SJ162 ..... e diversa rispetto agli IRF

rocky

[Van]

A distanza di 1 anno e più ho trovato questa mia discussione e, rileggendo il tutto ora, vorrei continuarla chiedendovi dei consigli sempre in merito a questo amplificatore.
Ovviamente va da sè che nel frattempo l'amplificatore è bello che finito e funzionante con i suoi finali originali, tuttavia ci sono un pò di cose che vorrei chiedervi e magari se posso anche inserire alcune foto della realizzazione.
Non so se è possibile ora visto che è passato molto tempo.
Ditemi voi.
Ciao a tutti.

[gluca]

io non vedo piu' lo schema. e' ancora on-line oppure e' solo un mio problema?

[Luc1gnol0]

io non vedo piu' lo schema. e' ancora on-line oppure e' solo un mio problema?

Non c'è più, c'è scritto solo "immagine", mi pare: il che, nel caso, sarebbe strano, perché solo gli admin possono modificare post così vecchi, e se invece lo schema fosse stato linkato esternamente, sarebbe dovuto rimanere il link non funzionante.

[plovati]

Ma é un post precedente la migrazione di piattaforma?

[UnixMan]

Post pre-migrazione con il solito problema di qualche lettera con il "case" sbagliato nel URL del file (il server precedente era case insensitive e si beveva tutto, quello attuale no: se il link era scritto in modo differente dal pathname effettivo sul server, i vecchi link anche se convertiti correttamente non funzionano più). Sistemato.

[Van]

Ciao a tutti, scusate se continuo questa discussione ma ho un paio di domande da farvi, se è possibile.
Intanto vi faccio vedere l'intero montaggio.
Come qualcuno giustamente ha fatto notare lo schema è quello del Mini Crescendo, con qualche piccolissima migliorìa.
Il tutto va abbastanza bene ma vorrei ulteriormente migliorarlo.
Per esempio, l'alimentazione richiesta è max 50-0-50 V DC, io per vari motivi ho dovuto alimentarlo con una 52-0-52 V DC.
Il surriscaldamento dei per e dei finali è nella norma e non mi preoccupa quello, noto invece un suono leggermente " compresso" con un leggero soffio sugli acuti alcune volte, tipo shhh shhh, non so se mi sono spiegato.
Secondo voi devo agire sul valore di alcune resistenze che alimentano i driver e i prefinali?
Ho sostituito i prefinali mettendo al posto dei BF741-BF472 i più robusti MJE340-MJE350, i finali sono 2sk1058 e s2j162, con il colpo do fortuna di averli trovati Hitachi e non Renesans.
L'alimentazine è con doppio bridge (uno per ogni ramo) e 8 condensatori da 4700uF 63V (4 per ramo). Il trasformatore è un toroidale da 500 VA - 37-0-37 V, 7,1 A. Ho dotato il tutto di un softstart sull'accensione e di una protezione in uscita antibump che agisce in presenza della soglia di 1V circa sulla continua.
Ciao e grazie.
Enzo.

P.S. scusate se le immagini non sono il massimo.

[mrttg]

Ciao a tutti, scusate se continuo questa discussione ma ho un paio di domande da farvi, se è possibile.
Intanto vi faccio vedere l'intero montaggio.
Come qualcuno giustamente ha fatto notare lo schema è quello del Mini Crescendo, con qualche piccolissima migliorìa.
Il tutto va abbastanza bene ma vorrei ulteriormente migliorarlo.

Ciao ottima realizzazione ; la gestione dei centri stella mi risulta poco comprensibile:
A) quello sulla vite del trasformatore e poi a telaio è il centrostella di sistema
B) vicino agli amplificatori esiste un altro centrostella connesso a telaio?

[Van]

Ciao mrttg, no no il centro stella è unico e l'ho posizionato sul bullone del trasformatore, lì convergono tutte le masse del sistema e partono quelle per le uscite.
Quella che hai visto (l'ho scritto pure nella nota dell'immagine) si riferisce al primo montaggio che feci, il cui centro stella era posizionato a terra vicino al trasformatore a lamelle che avevo messo all'inizio.
Grazie per i complimenti, ma come ben sai, non si arriva mai abbastanza ad un risultato soddisfacente.
Una volta migliorata la caratterisctica del suono credo che sia un buon finale. Non che oranon lo sia ma sono in cerca di un miglioramento decisivo.
In merito credo che cambierò anche alcuni componenti per metterli di qualità superiore, a partire dall'alimentatore. Approposito, mi consigliate di bypassare gli elettrolitici con dei plastici? e di che valore? Attualmente ho messo solo un 0.1 Mkt 100V all'uscita del raddrizzatore, è il caso di metterne altri in parallelo ai diodi del bridge?
Ciao a presto.

[mrttg]

Ciao mrttg, no no il centro stella è unico e l'ho posizionato sul bullone del trasformatore, lì convergono tutte le masse del sistema e partono quelle per le uscite.

Ciao quel cablaggio del centrostella non mi convince troppi passaggi sul trasformatore; e poi hai gli ingressi troppo a ridosso del trasformatore (sarebbe meglio mettere uno schermo di ferro dolce.

Le basette degli alimenttaori si potrebbero migliorare tenendo il collegamento AC al ponte molto piu corto.
Fare uscire le alimentazioni degli amplificatori dal lato a loro vicino.

Una volta migliorata la caratterisctica del suono credo che sia un buon finale. Non che oranon lo sia ma sono in cerca di un miglioramento decisivo.
In merito credo che cambierò anche alcuni componenti per metterli di qualità superiore, a partire dall'alimentatore. Approposito, mi consigliate di bypassare gli elettrolitici con dei plastici? e di che valore? Attualmente ho messo solo un 0.1 Mkt 100V all'uscita del raddrizzatore, è il caso di metterne altri in parallelo ai diodi del bridge?
Ciao a presto.

Per verificare l' efficacia degli snubber servirebbe un oscilloscopio