Author's Description:

Projekat:

CORDELL’s MOSFET PWR AMP WITH ERROR CORRECTION

Još 1989 god. veoma mi je skrenuo pažnju projekat pronadjen u časopisu JAES, kopiranom iz biblioteke ETF-a.:

Bob Cordell: „A MOSFET Power Amplifier with Error Correction“, JAES, Vol. 32, Jan/Feb 1984, p. 2 – 17.

B. Cordell je u projektu analizirao osobine tadašnjih Mosfet tranzistora snage u poredjenju sa bipolarnim trazistorima i pokazao da od tri tadašnje varijante Mosfeta najbolje osobine za primenu u audio pojačavačima snage imaju tzv. „planar vertical DMOS cellular structure“ power MOSFET-i proizvodjača International Rectifier, poznati kao HEXFET vertical DMOS Fetovi.

Cordell je u tom svom projektu za „Error Correction“ kolo koristio teorijski rad:

Malcolm  Hawksford: „Distortion Correction in Audio Power Amplifiers“, Part 1 and 2,  JAES, Vol. 28, May 1980, p. 364 – 366, and Vol. 29, Jan/Feb 1981, p. 27 -30.,

…pri čemu je pokazao da ovo kolo ima najveći efekat na izlazne mosfete koje je izabrao, a da je efekat na ostale vrste mosfeta manji, dok je na bipolarne tranzistore vrlo mali.

Nevolja je bila u tome što u priloženoj šemi, pored uredno obeleženih vrednosti otpornika, kondenzatora, vrednosti napajanja, osim ulaznog dual-feta NPD5564 i izlaznih mosfeta IRF132/IRF9130, nisu bili dati nazivi ni za jedan od ostalih (sve bipolarnih) tranzistora.

Meni se projekat toliko dopao da sam pokušao, i uspeo, da na osnovu šeme i podataka iz teksta, izračunam sve struje i napone u DC režimu kola, pa su postali poznati naponi Vce i struje Ic za svaki tranzistor u kolu, što je dovoljno za iskusnijeg  graditelja da izvrši izbor najpodesnijih tranzistora, znajući pri tome i njihovu ulogu u kolu, da bi se odredili i drugi najpoželjniji parametri (šum, disipacija, hfe, ft, itd.). Imao sam u to vreme i jednog prijatelja iz Sarajeva, izuzetnog elektroničara Milana Brkića, sa kojim me je upoznao Duško Dragović. Njemu sam poslao tu analizu na proveru i on se sa njom sasvim složio.

Kad bih danas, kao predavač, predavao zainteresovanim mladjim entuzijastima audio-elektroniku, izložio bih im ovu analizu u vidu predavanja kao klasičan primer šta sve može da se uradi poznavajući samo Omov zakon. (pokazati ovaj rukopis)

Uz ove izračunate podatke za potreban mirni radni režim kola, jedno od nepisanih pravila i praksa za izbor small signal tranzistora je na pr. i to da za izabranu Ic struju u mirnom režimu treba birati tranzistor kod koga je (za date vrednosti  Vcemax i Icmax iz „data sheets“) Icmax ≥ 5 x Ic, da toplotna disipacija ne bi prešla prihvatljivu vrednost bez primene hladnjaka…

Malo po malo, prikupio sam sve izabrane tranzistore (IR HEXFETE mi je iz USA na poklon doneo jedan JAT-ov američki partner, ing. Bob Skillet), zatim sam kupio hladnjake, nabavio u JAT-u sa otpada kutiju od nekog rashodovanog kompjuterskug uredjaja, kupio torusne trafoe, ogromne kompjuterske elektrolite, itd., (sl. 44.), ali do realizacije, zbog poznatih dogadjaja u Jugoslaviji tih godina, nažalost nije došlo, čak nije uradjena ni pcb.

NAPOMENA: U navedenom Cordell-ovom JAES članku se na kraju rada nalazi lista od 20 referenci koje je autor koristio u svom radu. Mislim da bi audio graditelji trebali da imaju ili nabave, ako je moguće sve, ili bar većinu ovih referenci (ja ih ovde nisam naveo sve), jer su to dragoceni izvori teorijskih informacija.

„BANKA“ Elektrolit-kondenzatora za ispravljač

Ispravljač, uloga elektrolit.  kondz., „ripple“, „peglanje DC napona“, šta se dešava u pojačavaču, naročito kad naidje basovski signal, brzina ponovnog punjenja elektrolit-kondezatora, tranzijentni signali i pikovi. B. Cordell i D. Self savetuju da se u kolo izl. tranz. ne stavlja volt. reg. velike snage (kao na pr. Boak’s Regulators), nego da se poveća kapacitet elektrolit-kondenzatora, tzv. „Banka“, tj. skladište energije (uporediti sa velikim i malim bazenom sa vodom), da bi se povećala separacija i snaga basova, čistoća i definicija zvuka.

Značajan opšti članak na tu temu je:

Walt Jung: „Build an Energy Storage Bank“, Audio, Aug 1980, p. 38 – 48. (pokazati članak)

Build An Energy Storage Bank - Ver. 2.

Prokomentarisati članak (polovni kompjuterski elektroliti velike cap., postupak za ponovno formiranje samog elektrolita putem tzv, „slow charging“ postupka, provera „curenja (leakage)“, formule za računanje vrednosti kapaciteta na osnovu potrebne energije i napajanja [ E(Joules) = C(Farads) x U²(Volts) x1/2 ], relea, tzv. „soft start“ time delay, zaštita od moguće eksplozije elektrolita, obavezna ugradnja tzv. „bleeder“ otpornika (oko 3kΩ, 5W, žičani, paralelno kod svaka dva elektrolita, za pražnjenje posle isključenja uredjaja, ugradnja otpornika i paralelnih kontakata relea za „slow charge“ na red sa primarom mrežnog trafoa POSLE osigurača i ON/OFF mrežnog prekidača, reverzno vezane ispravljačke diode paralelno elektrolitima – za 300A „surge“ current, itd.

Postoje mišljenja da pojačavači, generalno, ne treba dugo vremena (nekoliko nedelja ili više) da budu isključeni jer elektroliti treba da budu stalno pod naponom da im se elektrolit ne bi degradirao.

O KORIŠĆENJU RELEA (naročito na putu audio-signala)

Bitno je da kontakti relea budu pozlaćeni, da mogu da podnesu veliku struju (ako se nalaze na izlazu izlaznog pojačavača, prema zvučnicima), a ako ih ima više u releu da se svi povežu paralelno, radi propuštanja što veće struje. Ja sam koristio veoma skupa i teško dostupna relea koja su potpuno zatvorena u metalnom kućistu, sa zalivenim izvodima za kontakte i punjena helijumom ili nekim drugim inertnim gasom, da se spreči varničenje i oksidacija na kontaktima jer to stvara na njima povećanu otpornost, diodne efekte, itd. Imao sam sreće da u svojoj firmi nabavim nekoliko takvih (naravno polovnih) „military grade“ relea, čija cena može biti i 10 do 50 puta veća od cene običnih relea (jedno od takvih običnih je prikazano na slici, sa providnim plastičnim poklopcem koji može da se skine (sl. 44e.)), ali „military grade“ relea  iz JAT-a su neverovatno trajna i pouzdana (radi korišćenja na avionu koji leti).

To su relea radjena po tzv. „military“ standardima za elektronske delove (poluprovodnici, IC-s, otpornici, kondenzatori, itd). (pokazati relea i slike sa njima – sl. 33a., sl. 44a., sl. 44b., 44c. i 44d.).

PRIPREME ZA PROJEKAT POJAČAVAČA U KLASI A

Najzanimljivije je što su me u to vreme, iako je osnova za Klasu A bila Dan D’Agostin-ova šema za KRELL KSA-50 i KSA-100, koje mi je poslao M. Nestorović, veoma zainteresovali radovi na izlaznim pojačavačima Erna Borbelija, posebno VAS stepen:

1. 1. Erno Borbely: „60W Mosfet Pwr Amp“, TAA 2/1982, p. 7 – 12. 14. 15.
   2. Erno Borbely: „Third generation Mosfets: The Servo 100“, Part I, TAA 1/84, p. 7 – 16, 18.
   3. Erno Borbely: „Third generation Mosfets: DC 100“, Part II, TAA 2/84, p. 13 – 17, 20 – 22, 24,

i ostali njegovi kasniji radovi koji su bili karakteristični po uvodjenju tzv. „LENDER“-ovog kola za VAS, zatim Hawksford’s Improved VAS cascode, projekti Normana Thagard-a (kosmonauta iz APOLO programa) i Nelson Pass-a, … (detaljnije o ovome biće reči kasnije).

• Prikupljanje i pregledanje dokumentacije za Class A (Krell KSA-50 i KSA-100, Bedini, Hiraga, Kaneda, itd.),…
• Class A – proračun – Borbely:

Erno Borbely: „Class-A Power Modules“, Audio Electronics, 4/97, p. 8  – 11.,

• Prikupljanje i naručivanje materijala za Class A pojačavač (ram za kutiju, hladnjaci, torusni trafoi za napajanje, kompjuterski elektroliti velikog kapaciteta).

Vidi se da je ram za kutiju uradjen od gvozdenog L-profila (to mi je uradio Mića Orlandić), na kome je predvidjeno da se iza dva mrežna trafoa stavi pregradna ploča od gvozdenog lima i tako izoluje ostatak kutije od magnetnog zračenja (videti sl. 45. na kojoj se vide hladnjaci, ram od kutije, elektroliti, torusni trafoi).

• Problem tada postojecih izlaznih tranzistora je bio relativno mali ft:

1. Motorola: MJ802/4502 (ft=2MHz),
2. Motorola: MJ1503/1504 (ft=2MHz),

• Iz Engleske su nabavljeni znatno bolji (veće ft) tranzistori:

1. SEMELAB: SM3159S/SM3160S (ft=10MHz)

Comments are closed.