Audiohobby.pl

Prosty ulkad - proste pytanie ?

WaldeK

  • 188 / 5607
  • Aktywny użytkownik
18-05-2010, 19:13
Witam


W załączniku zamieszczam schemat , który większość z Was zapewne zna .
Wyobraźmy sobie ze zwiększamy napięcie zasilania i prąd spoczynkowy a obciążenie zmniejszamy do 8 Ohm .

Moje pytanie - jak określić moc oddawana do obciążenia w postaci sygnału muzycznego ?





WaldeK

misiomor

  • 2094 / 6106
  • Ekspert
18-05-2010, 23:16
No cóż - od góry wystąpi clipping napięciowy na poziomie Vcc minus te kilka V na Vgs potrzebne do uzyskania max. prądu na obciążeniu (równolegle z R4).

Od dołu sprawa jest bardziej skomplikowana - prąd spoczynkowy jest na R4, podczas gdy dla składowej zmiennej "w źródle" jest równoległe połączenie obciążenia z R4 (i R5 jakby ktoś chciał być super-dokładny). Tak więc dla zatkanego trana możliwa zmiana napięcia na źródle (w dół) będzie I_bias*(RL || R4). A więc dla R4 = RL = 8ohm wyjście da radę pójść w dół tylko o połowę napięcia spoczynkowego na R4.

Ogólnie to jest to typowy stopień małosygnałowy i o sensownej mocy z niego bym zapomniał. No i zmienna w funkcji prądu transkonduktancja mosfeta da piękne zniekształcenia nieliniowe.

misiomor

  • 2094 / 6106
  • Ekspert
19-05-2010, 11:14
Tak sobie jeszcze chwilę pokombinowałem.

Powiedzmy że chcemy wyciągnąć maxa z tego układu. Zastosowany mosfet ma silnie nieliniową charakterystykę przejściową, małą moc oraz dość wysokie napięcie Vgs(on). Ma on jednak dość małe pojemności - zwłaszcza Crss (Cgd) jest ważne skoro Cgs=Ciss-Crss jest bootstrapowane przez wtórnik.

Można zastosować zatem BUZ900 - ma nawet mniejsze Crss, choć większe Ciss i mała (za to o mniejszej zmienności) transkonduktancja sprawi że bootstrapowanie będzie mniej efektywne. Tym niemniej 125W zamiast 50W mocy na idealnym radiatorze to też jest konkret.

Załóżmy że chcemy dostać +- 1A na obciążeniu 8ohm. To oznacza swing napięcia +-8V na wyjściu. Dając R4 = 8ohm musimy spoczynkowo mieć na nim ok. 16V a więc bias na poziomie 2A. Do góry musi być 8V i napięcie na tranie przewodzącym 4A (bias plus po 1A na R4 i obciążenie) przy Vgs = Vds - z charakterystyk dla temperatury 75C jest to coś koło 5V. Tak więc zasilanie musi być ok. 16V + 8V + 5V = 29V, zaokrąglamy zatem w górę do 30V.

IRF513 ma napięcie wtórnikowe (Vgs = Vds) dla 4A znacznie większe - z wykresów jest ono powyżej 8V, dlatego napięcie zasilające (i moc spoczynkowa tracona na tranie) musiałyby ulec dalszemu zwiększeniu - powiedzmy że zasilanie musiałoby być ok. 33V.

W spoczynku tracimy 32W na R4 oraz 28W na tranie - na zwykłym radiatorze BUZ900 powinien wytrzymać, IRF513 (moc 34W) już raczej nie da rady.

Razem zasilacz dostarcza 60W albo i lepiej. Moc wyjściowa jest 4W (1A peak = 0.707A RMS @ 8ohm). Syfiasty układ zwłaszcza że na wejściu trzeba będzie zapodać nawet więcej niż te +-8V (5.7V RMS) żeby wysterować wyjście do takiej amplitudy. Do tego zniekształcenia będą po konkrecie.

misiomor

  • 2094 / 6106
  • Ekspert
19-05-2010, 12:12
I jeszcze ostatnie przemyślenie - skoro zniekształcenia są duże i zależą silnie od tranzystora - należałoby dobierać tranzystory parami (ze względu na Vgs(on) oraz transkonduktancję dla konkretnego prądu) żeby nie dostać jakichś sztucznych efektów stereo. Zakup tranów u solidnego dostawcy, z gwarancją że pochodzą z jednego wafla może tutaj być rzeczą istotną.

WaldeK

  • 188 / 5607
  • Aktywny użytkownik
19-05-2010, 18:10
Misiomor


Wielkie dzięki za pomoc !


WaldeK