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Finale a MOSFET con IRFP9140 e IRFP140

Inviato: 01 mar 2009, 04:37
da 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.

Immagine

Inviato: 01 mar 2009, 06:18
da 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

Inviato: 01 mar 2009, 07:18
da 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....

Inviato: 01 mar 2009, 07:28
da 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...

Inviato: 01 mar 2009, 08:04
da 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 :)

Inviato: 01 mar 2009, 09:58
da Van
Trovato l'errore sul simbolo grafico del 9140, in effetti bisogna ribaltarlo...è una svista. Grazie :D

Inviato: 01 mar 2009, 17:10
da Giaime
Vedi, la ricerca nel forum è utilissima :D

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

Inviato: 02 mar 2009, 00:59
da 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.

Inviato: 10 giu 2009, 06:47
da 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

Inviato: 10 giu 2009, 06:59
da 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

Inviato: 17 giu 2009, 03:14
da 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

Re: FINALE A MOSFET CON IRFP9140 E IRFP140

Inviato: 29 set 2010, 15:15
da 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.

Re: FINALE A MOSFET CON IRFP9140 E IRFP140

Inviato: 29 set 2010, 15:46
da gluca
io non vedo piu' lo schema. e' ancora on-line oppure e' solo un mio problema?

Re: FINALE A MOSFET CON IRFP9140 E IRFP140

Inviato: 29 set 2010, 15:58
da Luc1gnol0
gluca ha scritto: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.

Re: FINALE A MOSFET CON IRFP9140 E IRFP140

Inviato: 29 set 2010, 17:43
da plovati
Ma é un post precedente la migrazione di piattaforma?

Re: Finale a MOSFET con IRFP9140 e IRFP140

Inviato: 30 set 2010, 15:02
da 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.

Re: Finale a MOSFET con IRFP9140 e IRFP140

Inviato: 31 ott 2010, 10:21
da 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.

Re: Finale a MOSFET con IRFP9140 e IRFP140

Inviato: 31 ott 2010, 11:10
da mrttg
Van ha scritto: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 :wink: ; 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?

Re: Finale a MOSFET con IRFP9140 e IRFP140

Inviato: 31 ott 2010, 12:14
da 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.

Re: Finale a MOSFET con IRFP9140 e IRFP140

Inviato: 31 ott 2010, 12:35
da mrttg
Van ha scritto: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 :wink:

Re: Finale a MOSFET con IRFP9140 e IRFP140

Inviato: 31 ott 2010, 13:51
da Van
Spiego come ho realizzato l'alimentatore.
L'aver diviso i due rami in quel modo nasce dall'esigenza di spazio nel case, e di una questione di simmetria poichè il trasformatore aveva come unica posizione possibile quella nel centro.
A destra c'è il ramo - e a sinistra il +. Le masse delle due basette convergono al centro stella per il loro collegamento.
Le posizioni di uscita delle alimentazioni sulle basette si potrebbe anche avvicinare di più ai moduli degli amplificatori, ma guadagneri pochi cm in realtà.
I fili AC possono essere fatti più corti e lo farò subito.
Solo un modulo ha l'ingresso vicino al trasformatore, ma non capta alcun rumore di fondo o fruscìo strano (in effetti è stata una delle prime cose che ho controllato ed e ad orecchio ravvicinatissimo silenziosissimo).
Tuttavia, poichè ho intenzione di prendere dei condensatori migliori degli Elna, avevo già pensato a rifare le basette degli alimentatori. Dal trafo purtroppo non escono 6 fili ma 4 (37-0 0-37), altrimenti sarebbe stato ideale dotare direttamente ogni modulo amplificatore della sua autonoma alimentazione. Per cui dovrò sdoppiare gli AC e portarli sulle due basette, ma da cui usciranno + 0 - per ogni modulo, guadagnandoci in pulizia di percorsi dei fili.
Sulla tensione maggiore che mi dici? Il progetto è stato dimensionato per max 48V Dc io lo sto alimentando a 52V Dc. Dovrei cambiare il valore di qualche resistenza?
Ciao:-))))

Re: Finale a MOSFET con IRFP9140 e IRFP140

Inviato: 31 ott 2010, 14:00
da Van
Opss, nella fretta ho disegnato male un ramo dell'alimentazione, quello - nella parte degli ingressi AC.
In ogni caso è uguale all'altro ramo.
Ciao:-))

Re: Finale a MOSFET con IRFP9140 e IRFP140

Inviato: 31 ott 2010, 15:11
da mrttg
Van ha scritto:Spiego come ho realizzato l'alimentatore.
L'aver diviso i due rami in quel modo nasce dall'esigenza di spazio nel case, e di una questione di simmetria poichè il trasformatore aveva come unica posizione possibile quella nel centro.
A destra c'è il ramo - e a sinistra il +. Le masse delle due basette convergono al centro stella per il loro collegamento.
La terra va al centrostella?
Solo un modulo ha l'ingresso vicino al trasformatore, ma non capta alcun rumore di fondo o fruscìo strano (in effetti è stata una delle prime cose che ho controllato ed e ad orecchio ravvicinatissimo silenziosissimo).
Uno schermo non guasta... bisognerebbe vedere il residuo in uscita con l' oscilloscopio :wink:
Tuttavia, poichè ho intenzione di prendere dei condensatori migliori degli Elna, avevo già pensato a rifare le basette degli alimentatori. Dal trafo purtroppo non escono 6 fili ma 4 (37-0 0-37), altrimenti sarebbe stato ideale dotare direttamente ogni modulo amplificatore della sua autonoma alimentazione. Per cui dovrò sdoppiare gli AC e portarli sulle due basette, ma da cui usciranno + 0 - per ogni modulo, guadagnandoci in pulizia di percorsi dei fili.
Bene
Sulla tensione maggiore che mi dici? Il progetto è stato dimensionato per max 48V Dc io lo sto alimentando a 52V Dc. Dovrei cambiare il valore di qualche resistenza?
Ciao:-))))
Se non hai condensatori al "limite" 4 volt cambiano poco puoi lasciarlo invariato.

Re: Finale a MOSFET con IRFP9140 e IRFP140

Inviato: 31 ott 2010, 16:51
da Van
La terra certo che va al centro stella, è presa dalla vite con bullone che sotto ho fatto ben toccare appositamente sul fondo in metallo. Anche il filo di terra della presa 220V va sul contenitore.
Non ho uno oscilloscopio((( e non ho idea se esiste un simulatore software free semplice da usare.
Stavo pensando anche di fare qualche misura con il bel programma Visual Analizer. Dovrei studiarlo un pò perchè se non sbaglio ha bisogno di un'interfaccia da costruire esternamente, oppure dalla scheda sonora si collega direttamente all'apparato da provare? La mia scheda audio è full duplex non dovrei avere problemi, giusto?
Ciao:-))

Re: Finale a MOSFET con IRFP9140 e IRFP140

Inviato: 31 ott 2010, 17:30
da mrttg
Van ha scritto:La terra certo che va al centro stella, è presa dalla vite con bullone che sotto ho fatto ben toccare appositamente sul fondo in metallo. Anche il filo di terra della presa 220V va sul contenitore.
Ciao teoricamente la terra e la massa debbono andare al contenitore in un solo punto.
Non ho uno oscilloscopio((( e non ho idea se esiste un simulatore software free semplice da usare.
Simulatori spice abbastanza semplici da usare esistono tipo il TINA... in genere servono un minimo di nozioni di elettronica per capire quello che succede.
Stavo pensando anche di fare qualche misura con il bel programma Visual Analizer. Dovrei studiarlo un pò perchè se non sbaglio ha bisogno di un'interfaccia da costruire esternamente, oppure dalla scheda sonora si collega direttamente all'apparato da provare? La mia scheda audio è full duplex non dovrei avere problemi, giusto?
Ciao:-))
Devi guardare nel forum "Strumenti e Tecniche di Misura"
A) per salvare la scheda audio bastano una manciata di componenti
B) per capire VA sul sito di Accattatis ci sono gli articoli di NE e un sacco di altra documentazione (nel suo forum)