Mosfet ed effetto valanga.

[Tiz]

Ciao Valerio

ti ringrazio, ho risolto. Devo prenderci la mano

Ad ogni modo ho qui un'altra topologia. Questa riprende il mio ampli originario ed in pratica ho sostituito il FET pilota, con il MOSFET. HO però giocherellato a mettere 20V in più sul driver rispetto al finale. Si recupera molto. Non è difficile implementare questo voltaggio in più su questa configurazione. Oltretutto è moooolto simile al DY50, da quanto ho visto.

Il vantaggio è che se cambio qualcosa sul driver non devo star li ritoccare tutto sui finali. I diodi del finale ( quelli dopo i condensatori ) sono da montare sul dissipatore.

Ho raggiunto tensioni di 93Vpp su 8 Ohm equivalenti a 135Wrms. Un bel guadagno on quei 20V in più. calcolando che il driver non necessita tanta corrente e che appunto la Id è di soli 20-30mA, mi riesce molto facile fare un improvement all'alimentatore per tirare fuori questa ulteriore tensione che, naturalmente, sarà stabilizzata. Ho notato come sia pulito il segnale di uscita, guardando la FFT.

Guarda qui:

[ValerioV]

complimenti Tiz

anch'io ho provato qualche simulazione allo spice...
(lo schema è simile a quello postato da Giaime)

ecco cosa mi vien fuori...

[ValerioV]

Ciao Valerio

ti ringrazio, ho risolto. Devo prenderci la mano

Ad ogni modo ho qui un'altra topologia. Questa riprende il mio ampli originario ed in pratica ho sostituito il FET pilota, con il MOSFET. HO però giocherellato a mettere 20V in più sul driver rispetto al finale. Si recupera molto. Non è difficile implementare questo voltaggio in più su questa configurazione. Oltretutto è moooolto simile al DY50, da quanto ho visto.

Il vantaggio è che se cambio qualcosa sul driver non devo star li ritoccare tutto sui finali. I diodi del finale ( quelli dopo i condensatori ) sono da montare sul dissipatore.

Ho raggiunto tensioni di 93Vpp su 8 Ohm equivalenti a 135Wrms. Un bel guadagno on quei 20V in più. calcolando che il driver non necessita tanta corrente e che appunto la Id è di soli 20-30mA, mi riesce molto facile fare un improvement all'alimentatore per tirare fuori questa ulteriore tensione che, naturalmente, sarà stabilizzata. Ho notato come sia pulito il segnale di uscita, guardando la FFT.

Guarda qui:



Originally posted by Tiz - 23/09/2008 : 19:56:12

In effetti, data l'assenza di controreazione globale, e l'accoppiamento in DC
L'alta amplificazione di corrente rende tutto il circuito molto sensibile alle piccole
variazioni, basta l' 1% in più di tolleranza che il punto di funzionamento varia, anche di molto...
Questo è un problema ancor più grande se si considera la deriva termica dei dispositivi attivi..

Poi bisognerebbe considerare che a piena potenza, l'amplificatore di corrente,
cioè i finali, erogano correnti nell' ordine dei 3A e se la resistenza interna della
batteria è 0.3 Ohm si ha una caduta di tensiione (variabile con il segnale)di 1V
e questa caduta và ad alimentare il driver....

bye

[Tiz]

Ottimo

io ho voluto fare diverse simulazioni su entrambi i circuiti, ossia l'ultimo proposto da Giaime, e l'ultimo proposto da me ( quello del mio ultimo messaggio per intenderci ), arrivando quasi al clipping in entrambi.

Ogni simulazione, prevedeva che tarassi correttamente i trimmers per avere le giuste tensioni e correnti, quindi: non mi è passata più

A parità di voltaggi dati sia sui finali che sl driver, quello che mi dà la resa maggiore è l'ultimo che ho postato. Un esempio in termini numerici.

Drivers e finali alimentati a 100V. Premetto che ho usato i Mosfet IRFP che Giaime mi ha consigliato, invece degli IRF.

ecco i risultati:

Il circuito con il moltiplicatore di VBE a 100V di alimentazione eroga 78.99Vpp mentre l'ultimo che ho postato, eroga 87.08W che, in termini di potenza rms su 8 OHm sono rispettivamente 97.48W e 118.47 con una differenza di 20.99W. Se alimento il driver in entrambi i circuiti a 120V ed i finali a 100 e taro i trimmers, ottengo una differenza di ben 38W tra i due circuiti a favore dell'ultimo postato.

Poi impostando la FFT, ho visto che il primo, dà una predominanza di armoniche dispari, il secondo vi sono sia pari che dispari.
Ben inteso che il livello delle armoniche in entrambi i circuiti, con segnale di prova a 1kHz e poco sotto il clipping, è di pochi millivolt, quindi del tutto ininfluente.

Questi sono i risultati delle simulazioni. Spero siano validi poi anche nella realtà ; )

[ValerioV]

Sarebbe interessante vedere anche le correnti di bias :p

[Tiz]

Sarebbe interessante vedere anche le correnti di bias :p


Originally posted by ValerioV - 23/09/2008 :  23:55:29

Si infatti, quello per cui ho tarato il trimmers alle basi dei finali, basandomi sui valori di tensione ai capi delle resistente sui sources. Penso tu ti riferisca alle correnti di riposo, oppure a tutte le correnti in gioco ? In tal caso sono coerenti con i conti fatti a mano diciamo così

[ValerioV]

si, le correnti a riposo, quelle dell' icona "I" sullo schematics,
sono molto indicative sul punto di funzionamento del finale e del driver..

[Tiz]

si, le correnti a riposo, quelle dell' icona "I" sullo schematics,
sono molto indicative sul punto di funzionamento del finale e del driver..




Originally posted by ValerioV - 24/09/2008 :  00:15:06

Allora, per l'ultimo circuito da me postato, la corrente di riposo è di 116mA circa.
Non so se è sufficiente, ma si può postare il file in modo che sia disponibile per tutti risparmiando la fatica di dover ridisegnare il tutto ? Se si può dimmelo che lo faccio. Basta il .DSN ? O devo mettere il .OPJ ?

[ValerioV]

Allora, per l'ultimo circuito da me postato, la corrente di riposo è di 116mA circa.
Non so se è sufficiente, ma si può postare il file in modo che sia disponibile per tutti risparmiando la fatica di dover ridisegnare il tutto ? Se si può dimmelo che lo faccio. Basta il .DSN ? O devo mettere il .OPJ ?


Originally posted by Tiz - 24/09/2008 : 00:21:11

e quì dichiaro tutta la mia ignoranza...
Io utilizzo solo lo Spice "aggratisse" student 9.1 dove sostituisco di volta in volta
i modelli dei MosFet che utilizzo...
quindi a mè genera solo il file *.sch..

PS. scusa la domanda, ma la risposta in frequenza, con le capacità aggiuntive
come è cambiata ? (se è cambiata)

[Tiz]

Allora, per l'ultimo circuito da me postato, la corrente di riposo è di 116mA circa.
Non so se è sufficiente, ma si può postare il file in modo che sia disponibile per tutti risparmiando la fatica di dover ridisegnare il tutto ? Se si può dimmelo che lo faccio. Basta il .DSN ? O devo mettere il .OPJ ?


Originally posted by Tiz - 24/09/2008 : 00:21:11

e quì dichiaro tutta la mia ignoranza...
Io utilizzo solo lo Spice "aggratisse" student 9.1 dove sostituisco di volta in volta
i modelli dei MosFet che utilizzo...
quindi a mè genera solo il file *.sch..

PS. scusa la domanda, ma la risposta in frequenza, con le capacità aggiuntive
come è cambiata ? (se è cambiata)







Originally posted by ValerioV - 24/09/2008 :  00:30:07

io ho avuto grossi problemi con la student per cui vorrei dimenticarla. Mi dava assolutamente non funzionante un preamplificatore che è qui e funziona benissimo. Un banale pre tra l'altro senza tante pretese.

Per la risposta in frequenza. non è cambiata rispetto al precedente circuito. Ho provato a giocherellare con le capacità, ma tra i canonici 2àHz e gli altrettanti canonici 20kHz è come prima. Il bello del simulatore è che puoi torturare il circuito senza piangere perchè scoppia tutto

Che arrivi a 20kHz ed oltre ( lo sweep lo imposto fino a 30 o 40kHz giusto per capire se i cagnolini del vicino possono sentire tutto quello che sta sopra all'udito umano o se i pipistrelli di notte sentono la mia chitarra ) sta anche bene ma per un uso chitarristico 5 kHz sono più che sufficienti. La nota più acuta di una chitarra arriva a poco più di 1khz, tenendo in considerazione le armoniche con la distorsione inserita, 5kHz sono più che sufficienti ( calcola in ogni caso che gli altoparlanti usati non lasciano passare più di quelle frequenze ). Certo pensando ad un eventuale uso per Hi-Fi devo dire che non è malvagio francamente mi aspettavo ben peggio

[ValerioV]

io ho avuto grossi problemi con la student per cui vorrei dimenticarla. Mi dava assolutamente non funzionante un preamplificatore che è qui e funziona benissimo. Un banale pre tra l'altro senza tante pretese.
Originally posted by Tiz - 24/09/2008 : 01:17:13

Beato tè che hai la versione full...
Anch'io avevo intenzione di acquistarlo, ma il costo è una cifra a trè zeri,
eppoi bisogna considerare che cambiano vesione quasi ogni anno,
e ritrovarmi un prodotto vecchio dopo 12 mesi, non mi aggrada molto...

Per la risposta in frequenza. non è cambiata rispetto al precedente circuito. Ho provato a giocherellare con le capacità, ma tra i canonici 2àHz e gli altrettanti canonici 20kHz è come prima. Il bello del simulatore è che puoi torturare il circuito senza piangere perchè scoppia tutto
[/i]

Questo è un grosso vantaggio

Che arrivi a 20kHz ed oltre ( lo sweep lo imposto fino a 30 o 40kHz giusto per capire se i cagnolini del vicino possono sentire tutto quello che sta sopra all'udito umano o se i pipistrelli di notte sentono la mia chitarra ) sta anche bene ma per un uso chitarristico 5 kHz sono più che sufficienti. La nota più acuta di una chitarra arriva a poco più di 1khz, tenendo in considerazione le armoniche con la distorsione inserita, 5kHz sono più che sufficienti ( calcola in ogni caso che gli altoparlanti usati non lasciano passare più di quelle frequenze ). Certo pensando ad un eventuale uso per Hi-Fi devo dire che non è malvagio francamente mi aspettavo ben peggio


Originally posted by Tiz - 24/09/2008 : 01:17:13[/right]

Dal circuito si capisce subito che il driver (in classe A) che amplifica la tensione,
è responsabile in massima parte della qualità audio del circuito.
Essendo il consumo del suddetto, molto basso, (sia a vuoto che al max regime)
è conveniente realizzare un piccolo alimentatore stabilizzato e separato
dal grosso alimentatore del finale source follower.

Inutile (imho) stabilizzare l'alimentatore di potenza del Push Pull source follower,
perchè questo è "costretto" a seguire la tensione d'ingresso avendo
una fortissima controreazione locale che riduce il guadagno Av ad un valore
praticamente inferiore ad uno, che gli conferisce solo la funzione di amplificatore di corrente.

Il circuito, sono sicuro, dovrebbe suonare piuttosto bene.
chissà se è possibile realizzare una versione con i 2SK1058 e 2SJ162..
In ogni caso seguirò i consigli di Giaime sull' utilizzo mosfet laterali...

bye

[Tiz]

Posso chiederti perchè vuoi usare i 2SK al posto dei mosfet usati ossia gli IRFP ? Arrivano sino a 200Vds per cui se vuoi alzare la tensione per ottenere 200Wrms non è un problema. Magari fai due circuiti e li colleghi a ponte ed uccidi il vicino


Per l'alimentazione: non mi piacciono sorprese dalla rete di qualsiasi tipo, sia picchi che passano nonostante le protezioni, sia le variazioni che ha: oggi 230, domani 180, dopodomani 163, poi 245. Ho potuto vedere queste tensioni direttamente, quindi è esperienza diretta (anni fà ero nel settore industriale con una mia attività) per cui della rete sostanzialmente: non mi fido. Ancora un po' ed hai 400V e non lo sai

[Giaime]

Il circuito, sono sicuro, dovrebbe suonare piuttosto bene.
chissà se è possibile realizzare una versione con i 2SK1058 e 2SJ162..
In ogni caso seguirò i consigli di Giaime sull' utilizzo mosfet laterali...

Originariamente inviato da ValerioV - 24/09/2008 :  05:55:30

Certo che è possibile, sarebbe piuttosto inutile però: l'unico vantaggio è la stabilizzazione termica della Iq dei finali, ma noi stiamo usando un Vbe multiplier per cui... inoltre ricorda che i laterali sono piuttosto costosi e molto difficili da reperire originali (il 99% di quelli che girano sono falsi).

Ciao!
Giaime Ugliano

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

[Tiz]

Il circuito, sono sicuro, dovrebbe suonare piuttosto bene.
chissà se è possibile realizzare una versione con i 2SK1058 e 2SJ162..
In ogni caso seguirò i consigli di Giaime sull' utilizzo mosfet laterali...

Originariamente inviato da ValerioV - 24/09/2008 :  05:55:30

Certo che è possibile, sarebbe piuttosto inutile però: l'unico vantaggio è la stabilizzazione termica della Iq dei finali, ma noi stiamo usando un Vbe multiplier per cui... inoltre ricorda che i laterali sono piuttosto costosi e molto difficili da reperire originali (il 99% di quelli che girano sono falsi).

Ciao!
Giaime Ugliano

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




Originally posted by Giaime - 24/09/2008 :  12:22:38

Vuoi dire che gli IRFP che comprerei in negozio sono fasulli ? In che senso ? Devo fidarmi delle caratteristiche dichiarate ? ( se ne impara sempre una ... ma è sempre negativa però )

[Giaime]

Leggi con più attenzione i post, Tiz. Ti eviteresti molti fraintendimenti: nota che stavo parlando chiaramente dei mosfet laterali, come i 2SK1058 citati da Valerio. Non dei mosfet verticali, come sono tutti i prodotti IR e simili.

Ciao!
Giaime Ugliano

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

[Tiz]

Chiedo venia. Ma in questo caso la mia preoccupazione allora va ai 2SK ( che in ogni caso sto tranquillo perchè non mi servono )


Giaime devo approfittare di te per risolvere qualche dubbio. Ora sto giocherellando un po' con PSPice, usandolo per verificare se quello che mi ricordo è esatto oppure meno. e dho notato che è appunto "meno".

Prendiamo l'IRFP240 come MOS. Ti dico quello che faccio io, poi tu mi dirai dove devo correggermi.

Suppongo il source a massa ( diretto, senza Rs )
Vcc = 100V.
Vorrei farlo lavorare in modo che VDS sia Vcc/2 a riposo.
Prendo il Datasheet qui in attachment


Attachment: irfp240.pdf ( 53079bytes )

traccio la retta di carico sul diagramma Id f(Vds) con 100V sull'asse x, e 6A sull'asse Y. Intercetto 50V e verifico che devo far scorrere una Id di 6A. Per fare questo il Gate va polarizzato con una tensione dai 5 ai 6V. Per determinare meglio questa tensione, riporto i 6A sul diagramma di ingresso Id f(Vgs) e per una Tj di 25° ( ci sono solo due curve ) traccio la verticale all'asse x che passa per l'intersezione tra 6A e la curva. Vedo che devo dare 5.6V circa al gate ( in questo caso essendo il source a massa, Vgs = Vg ).

Bene. Calcolo il partitore di Gate, e gli faccio scorrere una I di 1mA per cui tra gate e massa ho una R di5k6 e tra gate e Vcc una R di 94.4k.

Avvio la simulazione e mi ritrovo tra D ed S una tensione di 10V anziché 50 ! ( a parte che dovrei farlo lavorare a VCC/2+VPinchOff per essere esattamente a metà della zona lineare)

Devo diminuire la Vgs da 5,6 a 5,1V per avere una Vds di 50V circa.
Nella figura seguente c'è quanto ho detto fin'ora. Mi chiedo: che cosa non sto prendendo in considerazione e che quindi mi dà una Vds di 10V anzichè 50 o poco più ?

[Giaime]

Che il modello del mosfet in SPICE non è accuratissimo, e tieni conto che col grado di precisione che interessa a te, neanche il datasheet può essere accurato (le tolleranze tra componente e componente sono piuttosto ampie...).

E' che non si fanno quasi mai circuiti lineari con i mosfet moderni, per cui i grafici dei datasheet non sono più di tanto precisi e dettagliati. Stai cercando di chiedere ad un mulo di ballare il tip-tap.

E poi qual è il problema? Tanto R9 o R10 nel tuo schema comunque devono essere dei trimmer... ; )

Ciao!
Giaime Ugliano

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

[Tiz]

Che il modello del mosfet in SPICE non è accuratissimo, e tieni conto che col grado di precisione che interessa a te, neanche il datasheet può essere accurato (le tolleranze tra componente e componente sono piuttosto ampie...).

E' che non si fanno quasi mai circuiti lineari con i mosfet moderni, per cui i grafici dei datasheet non sono più di tanto precisi e dettagliati. Stai cercando di chiedere ad un mulo di ballare il tip-tap.

E poi qual è il problema? Tanto R9 o R10 nel tuo schema comunque devono essere dei trimmer... ; )

Ciao!
Giaime Ugliano

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Bruno Putzeys




Originally posted by Giaime - 24/09/2008 :  15:47:45

nessun problema figurati Giaime, anzi. Forse per questo hanno inventato i trimmers . Le mie domande sono per verificare che quanto io faccio, non contenga errori di principio che possono fuorviarmi (ripeto, sto facendo un grande sforzo a ricordarmi tutto quello che studiai). Calcola che in pochi giorni ho dovuto ripassare quanto fatto 20 anni fà, ed è stato intenso ma piacevole con tutti voi, ma non vorrei commettere qualche errore nelle mie procedure tale, da compromettere risultati futuri.

Ho ordinato i MOSFETs nel frattempo. Il negozio ne è sprovvisto Provvederò alla realizzazione e poi vi farò sapere come è andata.

[ValerioV]

Certo che è possibile, sarebbe piuttosto inutile però: l'unico vantaggio è la stabilizzazione termica della Iq dei finali, ma noi stiamo usando un Vbe multiplier per cui... inoltre ricorda che i laterali sono piuttosto costosi e molto difficili da reperire originali (il 99% di quelli che girano sono falsi).

Ciao!
Giaime Ugliano

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




Originally posted by Giaime - 24/09/2008 : 12:22:38

Ciao Giaime

Utilizzo gli SK perche' ne ho molti,
dovrebbero essere originali, perche li ho recuperati da vecchie schede
destinate all' inquinamento ambientale..

Qualche esperimento mi piacerebbe farlo...
pero' il Leach ha la precedenza, e devo riuscire almeno a completare i pcb...
chissa, se riesco a finirlo in tempo e trovo qualche amico, potrei anche portarlo al bottom audio (se gradito)

Il problema mio e' soprattutto il contenitore, pochi ne' parlano, ma realizzare
qualcosa dall' aspetto professionale e' veramente difficile..
Quasi quasi mi prendo una saldatrice Mig e realizzo un telaio tutto mio

Scusate l'OT

A presto..

[Giaime]

Il problema mio e' soprattutto il contenitore, pochi ne' parlano, ma realizzare
qualcosa dall' aspetto professionale e' veramente difficile..
Quasi quasi mi prendo una saldatrice Mig e realizzo un telaio tutto mio

Originariamente inviato da ValerioV - 24/09/2008 :  15:58:10

Hai mai provato i contenitori di hifi2000? Io mi ci trovo benissimo.

Ciao!
Giaime Ugliano

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Bruno Putzeys