construccion de un ampli de 200 watts...casi, para bajo

#1 el 03/09/2012
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Hola a todos,
La verdad es que hacia unos meses que no posteaba nada porque estaba liado con la construccion de este bicho, esto es un encargo de un bajista de una banda que queria subir un poco mas su volumen y aumentar las prestaciones de su bajo. tambien deseaba un nuevo bafle acorde al nuevo amplificador.
por tanto vamos a dividir este post en dos partes: La parte amplificadador y la parte Construccion del bafle, caja o como quieran llamarle, aunque sin perder de vista que las dos son vinculantes, o sea teniendo en vista una proyectar y construir la otra y viceversa.
Pero desesperado al fin como soy lleve las dos casi a la vez. De ahi algunas preguntas que hice a pakkitto sobre parlantes (gracias a su topic) y me aclare algunas dudas que aun tenia, aunque el me prometio para el verano en poner uno sobre construccion de cajas no pude esperar para comenzar el proyecto.

Pues vamos a la cosa: Lo primero era plantearme lo que se requeria en potencia y en prestaciones del bajista y lo segundo las protecciones y deferentes bloques que debia contar el amplificador.
y por supuesto el dilema de con que que elementos de salida y de previo llevarlo a cabo:solido o valvular.
Sin pensarlo mucho para esa potencia me fui por estado solido a Mosfet desde un principio y en el previo a valvulas por lo que seria un Hibrido a todas luces, con un previo del conocido amplificador Ampeg SVT.
En cuanto a Amplificadores tenia para escoger si clase AB o clase D para lograr reducir un poco (diria bastante) tamano de fuente de alimentacion.
En cuanto a la placa de Control y Proteccion debia tener lo imprescindible para esta potencia: Una carga en dos pasos de los condensadores de la fuente, conexion con tiempo de los parlantes, deteccion y desconexion de parlante ante CD en la salida del amplificador, senalizacion de las difertentes estatus y alarma sonora de falla.
hasta aqui la intruduccion manana seguimos con mas

saludos
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#2 el 03/09/2012
Me apunto al hilo, solo por curiosidad. A ver como ha acabado, y si algun dia me animo a hacer algo parecido!!

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#3 el 04/09/2012
Continuamos:
Como dije el amplificador debia ser a MOSFET para manejar estas potencias, pero cual? con los transistores que tenia IRFP250 que son unos caballos de 33 amperes me fui por la variante de un amplificador tipo D ya que disminuye el tamano de la fuente y con solo 2 puedo lograr potencias altas con una eficiencia de hasta el 95%. Pero queria hacerlo con el CI IR2110 que un drive propiedad Philips que no tenia y mientras construia el bafle lo mande a pedir para que me llegara en Agosto (hoy no me ha llegado aun) !! tambien esta el problema de la realizacion de la inductancia y el calentamiento de esta por el efecto pelicular de la corriente a las altas frecuencias a que trabajan los Mosfets. Bueno con estos transistores en mi poder entonces un tipo AB cuasi complementario seria la opcion mas adecuada pero un AB con transistores HEXFETs? si, recomiendo leer el articulo de Elliot sound "Using HEXFETs in High Fidelity Audio" que me aclaro muchisimas dudas al respecto y el KIt fundamental es utilizar un buen circuito de polarizacion ya que al ser transitores no disenados para audio pueden irse en avalancha y sobrecalentarse por lo que se requiere una buena compensacion termica, llamada en ingles "Vbe multiplier". Hay difetentes circuitos Multiplier que pueden ser utilizados para este fin y comence a pensar en este esquema que pongo mas abajo.

Este esquema como ven tiene un BD 139 junto con un pot asociado que prescisamente hacen la funcion de "Vbe Multiplier" (este transistor va a en el mismo disipador del los mosfets y cualquier variacion de temperatura hace variar al bias de los mosfets llevandolo a valores adecuados.
Aclaro que para transistores del tipo lateral o de audio (de los tipos 2SJ y 2SK )este circuito de compensacion no es necesario como tampoco le hace daño ponerselo
(continuara)
Archivos adjuntos:
clase D.JPG
mod_200w__4_ohm_esquema_665.jpg
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#4 el 05/09/2012
Continuo.
Parece que estoy le escribiendo al hombre invisible o mejor dicho al mudo invisible, pero continuo. Me disculpan la historia del tabaco como decimos aca, pero de la Historia se aprende y por eso la comparto y por que de ella se sacan interesantes conclusiones.
Se me olvido decir que en el amplificador tipo D el tamaño del disipador tambien disminuye porque al tienen una eficiencia tal alta solo el 5% aproximadamente de la potencia (energia en el tiempo) se disipa en el disipador. por ejemplo uno de 100watt solo convierte en calor 5 watts, en cambio un AB de la misma potencia convertiria en calor 40 watt, de ahi el ahorro en espacio de disipacion y tamaño de fuente.
Descartado el D por el IC que mande a buscar segui con el AB que presente arriba pero por un error de diseño no lograba una buena estabilizazacion del bias (que despue corregi y el esquema de arriba es el correcto) pase a un AB complementario con transistores tambien Hexfet del tipo IRFP 240 y su complementario IRFP 9240 que compre por 6 USD la pareja. en paralelo tambien mande a buscar a los Mosfets laterales especificamente los 2SJ201 y 2SK1530 que son mucho mas caros.
Tambien el diseno del Bias no me parecia el mejor asi como carecia de ajuste del Offset (corriente directa a la salida de los parlantes) entonces tenia este esquema con un buen ajuste de Bias (el segundo de arriba)) y un segundo esquema con un buen ajuste de offset (el que adjunto ahora). Y se me ocurrio hacer un mix con las bondades de los dos para un amplificador universal al que le sirviera los dos tipos de transistores, tanto el Hexfets como los Laterales. Por supuesto al final salio un Amplificador Universal con unos pequeños cambios en el Ve multiplier y en la fuente de corriente del ajuste del Offset a los dos presentados aqui, pero que en esencia es un mix de ambos.
Y que si le interesa a alguien pongo esquema final, pcb, y layout y sino continuo con la placa de control y proteccion.
Archivos adjuntos:
amplificador con ajuste de offset.JPG
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#5 el 05/09/2012
Acabo de descubrir el hilo y me ha parecido estupendo.
Buen trabajo Mahony. Un +1 para ti.
Espero que llegues hasta el final que yo estaré aquí leerlo.
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#6 el 05/09/2012
Gracias aprendiz, seguro que llego al final porque el bicho hace rato esta sonando con su dueño. pero depende la de la paciencia de Uds que a veces me dilato en explicaciones. O sea es un proyecto terminado.
Aca dejo el Vbe multiplier propuesto y el esquema final "universal"
Ojo, no recomiendo poner multivueltas para el ajuste del Bias o por lo menos comprobar que el multivueltas cuando llegue al tope no regrese al inicio (hay algunos que lo hacen) y esto puede ser catastrofico. despues explicare como se hacen los ajustes de cada uno.
me disculpan el injerto en el esquema final pero creo que es entendible perfectamente
Archivos adjuntos:
multiplier_2_158.jpg
Amplificador Universal.JPG
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#7 el 05/09/2012
No te preocupes por las dilatadas explicaciones, los que no tenemos ni idea aprendemos gracias a ellas.
Por cierto, ¿a que te refieres con las siglas CD?
mahony escribió:
deteccion y desconexion de parlante ante CD en la salida del amplificador

Y una cosa más, ¿que es un multivueltas? ¿un potenciómetro?
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#8 el 05/09/2012
Amigo Aprendiz te explico con mucho gusto hasta donde alcanzan mis conocimientos.
CD= corriente directa, a un parlante no le puede pasar CD porque se quema, seria practicamente un corto circuito, o se quema el parlante o se quema el amplificador, o los dos. Si quieres saber porque se quema tambien te lo explico.
Por tanto la CD a la salida de un amplificador se debe disminuir al minimo (siempre quedan algunos mv (milivolts) que no representan nada para estos menesteres.
Y como te dije que casi siempre existira una CD pequena a la salida de un amplificador (tambien te puedo explicar porque puede existir esa CD pequena) que se minimiza mediante el pot P1 (multivueltas es un pot de muchas vueltas para ajuste fino) que explique que es el de offset que esta en el circuito o fuente de corriente encima del par diferencial (los dos primeros transistores e la izq) pintado en azul. despues explicare cada uno de los ajustes.
Si todo marcha bien esa CD se trata de llevar a cero voltios con P1 y todo funciona de maravillas , pero supon que se ponga en corto circuito uno de los Mosfets o la fuente se desbalancee por fugas en los condensadores, etc, etc hay 1001 causas, esto se traduce en una asimetria en el trabajo del amplificador y por tanto aparece una CD de mucho mayor valor en la salida que va al parlante (cuando sucede esto P1 no puede corregir nada) , Y es cuando entra a trabajar la placa de proteccion y control, entre otras cosas: detecta esa CD, manda a desconectar al parlante, da una alarma sonona y hace flashear (parpadear) a un led (diodo emisor de luz) indicando una falla.

Aprovechame que tengo al maestro de guardia


saludos
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#9 el 05/09/2012
que pasote, me uno desde ya, a ver si aprendo y me hago un marshall jtm :D

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#10 el 05/09/2012
Gracias por la explicación.
¿Puedes ampliarme lo de porque se quema sin altavoz?
Veo que el montaje lo hiciste en clase A/B porque no tenía el circuito integrado IR2110, ¿te animarás a hacer un amplificador en clase D cuando te llegue?
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#11 el 05/09/2012
Hola Ruso, sabes que explicando se aprende tambien.

Si no entienden algo me dicen, Los diodos a la inversa en los gates de los mosfets es presisamente para protegerlos de picos inversos y asegurar un tope de voltaje en los mismos, y si todo esta claro continuo con PCB y layout pero sera mañana
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#12 el 05/09/2012
Me llego tu respuesta mandando la de Ruso, te respondo.

No es que se queme sin altavoz sino que se quema el altavoz al paso de la cd, el tema que el altavoz es una impedancia o sea tiene una componente resistiva y una reactancia inductiva. Z=R+XL pero es una suma vectorial, no aritmetica
La resistencia es muy pequena en los altavoces (se llama resitencia a la CD) mientras que la reactancia inductiva depende de la frecuencia de trabajo. a mayor frecuencia mayor seria la reactancia inductiva y mayor seria la impedancia por tanto hay una mayor oposicion a la CA (corriente alterna que sale de la conduccion alternativa de los mosfet (valga la redundancia). O sea que mientras todo este trabajando bien debe haber solo CA en la salida del amplificador, este "ve" una alta opocion en el parlante y la corriente que circula por el altavoz tiene valores normales (esta corriente tiene una componente activa y otra reactiva (una por la R y la otra por la XL),
Si circulara ahora solo CD (por las causas que te explique que pueden ser muchisimas) la opocicion que "veria" el amplificador ya no existe (no hay XL porque la frecuencia es cero XL=2 pi*L *F ) por tanto solo quedaria la R oponiendose a la CD Por tanto ahora la Z =R.
Como esta R es muy pequena la I tomaria valores no permitidos por el calibre o mejor dicho el aislamiento del alambre del coil del parlante el cual se deteriora y se pone todo en cortocircuito (estamos hablando de parlantes grandes, en parlanticos si quizas se fundiria el alambre)
Para el D en cuanto me llegue el IR2110 lo hago...cuando tenga tiempo, pero es muy interesante lograr esas potencias con elementos bien pequenos, verdad?
bueno hasta aqui
saludos
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