Auteur Topic: Het vervangen van 2SK2220/2SJ351 door ALF08N20V/ALF08P20V project.  (gelezen 16673 keer)

dekkersj

  • Global Moderator
  • Trade Count: (0)
  • Hero Member
  • *****
  • Berichten: 16.159
  • Hop doet leven!
    • amorgignitamorem.nl
Het vervangen van 2SK2220/2SJ351 door ALF08N20V/ALF08P20V project.
« Gepost op: 13 september 2013, 17:27:10 »
Hoi allen,

Laatst werd ik benaderd door mijn oud-afstudeerbegeleider Ome John om een gunst. Er waren problemen met een geleverde print voor een klasse A Power Amp. Bijkomend probleem: de originele power mosfet's zijn of moeilijk of helemaal niet meer te krijgen. Dat zijn dan de mosfet's 2SK2220/2SJ351. Na wat hints en studie bleken de Semelab ALF08N20V/ALF08P20V een geschikte kandidaat.

Maar eerst moest er eea schoon gemaakt geworden en getest of de bruggelijkrichter ed het nog deden. Ook het bijgeleverde schema was voor ondergetekende niet duidelijk en daarom heb ik het schema overgetekend (zie bijlage) en tegelijk de verouderde transistoren vervangen. Of transistoren die ik in het bakje heb liggen. In het uiterste geval zou ik dan de lay-out opnieuw kunnen maken.

De N- en P- kanaal mosfet's bleken in het originele ontwerp verwisseld te zijn, hetgeen de rookpluimen verklaart. Inmiddels zijn de mosfet's vervangen en de eerste spanning is erop geweest. Resultaat: geen rookpluimen en de ruststroom door de power mosfet's ongeveer 50mA. Dat is factoren te laag dus directe vervangers zijn het niet. Werk aan de winkel dus  ;D





Groet,
Jacco
« Laatst bewerkt op: 13 september 2013, 17:37:09 door dekkersj »

Ando

  • Trade Count: (0)
  • Hero Member
  • *****
  • Berichten: 7.166
    • De andere hobby...
Re: Het vervangen van 2SK2220/2SJ351 door ALF08N20V/ALF08P20V project.
« Reactie #1 Gepost op: 13 september 2013, 20:14:34 »
Dat is weer een aardig klusje Jacco. Lang niets van John gehoord overigens!

via tapatalk.....

Science is no democracy

Hififreak

  • www.hififreak.nl
  • Global Moderator
  • Trade Count: (1)
  • Hero Member
  • *****
  • Berichten: 23.082
  • Geboren high-ender met een set die zingt!
    • www.hififreak.nl
Re: Het vervangen van 2SK2220/2SJ351 door ALF08N20V/ALF08P20V project.
« Reactie #2 Gepost op: 13 september 2013, 21:15:30 »
Wat moet het ding in klasse A aan vermogen leveren?


Dromen kun je beter verwezenlijken bij leven dan ze uit laten spreken door een notaris.

dekkersj

  • Global Moderator
  • Trade Count: (0)
  • Hero Member
  • *****
  • Berichten: 16.159
  • Hop doet leven!
    • amorgignitamorem.nl
Re: Het vervangen van 2SK2220/2SJ351 door ALF08N20V/ALF08P20V project.
« Reactie #3 Gepost op: 13 september 2013, 21:58:08 »
De ruststroom is bedacht op 800mA. Wat dat betekent aan te leveren vermogen is mij niet helemaal duidelijk. Hangt ook af van de belasting.

Groet,
Jacco

Ando

  • Trade Count: (0)
  • Hero Member
  • *****
  • Berichten: 7.166
    • De andere hobby...
Re: Het vervangen van 2SK2220/2SJ351 door ALF08N20V/ALF08P20V project.
« Reactie #4 Gepost op: 13 september 2013, 22:08:17 »
De ruststroom is bedacht op 800mA. Wat dat betekent aan te leveren vermogen is mij niet helemaal duidelijk. Hangt ook af van de belasting.

Groet,
Jacco

Dan kom je aardig te kort met 50mA.... Ligt dat alleen aan die mosfets?
Science is no democracy

dekkersj

  • Global Moderator
  • Trade Count: (0)
  • Hero Member
  • *****
  • Berichten: 16.159
  • Hop doet leven!
    • amorgignitamorem.nl
Re: Het vervangen van 2SK2220/2SJ351 door ALF08N20V/ALF08P20V project.
« Reactie #5 Gepost op: 13 september 2013, 22:12:58 »
Wellicht niet, er moet een zeker spanningsverschil opgebouwd worden over de weerstanden tussen de gates van de N- en P-kanaal mosfet. Dat zou er moeten zijn ongeacht de gebruikte mosfet´s.

Wat ik tot nu toe gedaan heb, is een harde clone gemaakt en nog niet nagedacht over eventuele wijzigingen. Dat zal dan versie B, C of nog verder worden. Niet meer of minder dan het uitgangspunt vastgelegd, het doel is natuurlijk een prima werkende versterker.

Groet,
Jacco

dekkersj

  • Global Moderator
  • Trade Count: (0)
  • Hero Member
  • *****
  • Berichten: 16.159
  • Hop doet leven!
    • amorgignitamorem.nl
Re: Het vervangen van 2SK2220/2SJ351 door ALF08N20V/ALF08P20V project.
« Reactie #6 Gepost op: 14 september 2013, 22:15:36 »
Wat moet het ding in klasse A aan vermogen leveren?
Vanmiddag eens gaan zitten en aan het modelleren/simuleren geslagen. Het vervangingsschema ziet er als volgt uit:



Grofweg bestaat de schakeling uit een spanning naar stroom omzetting, stroom naar spanning omzetting en vervolgens een spanningsbuffering. De spanning naar stroom omzetting is hier samengevat in SRC5 en SRC6. Deze stroom is gesuperponeerd op de DC stroominstelling die zo gekozen is dat per uitgangsmosfet ca 400mA loopt. Als die stromen gelijk zijn, zal er geen stroom de belasting in lopen en het gevolg daarvan is dat de uitgangsspanning nul is. De stroom naar spanning omzetting geschiedt door weerstanden. De mosfet´s zorgen uiteindelijk voor de spanningsbuffering.

En het resultaat ziet er zo uit:



De versterking zo ingesteld dat 1V aan de ingang resulteert aan 17,4V aan de uitgang. Het bovenste plaatje geeft dan de uitgangsspanning weer. Het tweede plaatje geeft de stroom door de N kanaal mosfet weer. En het derde plaatje de stroom door de P kanaal mosfet. Het zij opgemerkt dat de ruststroom ca 400mA is en dat de te leveren stroom boven deze idle waarde hoger is dan eronder. Het lijkt wel een piekenverzameling met de pieken puntiger en de dalen wat rondbuikiger. Je kunt het ding nog verder uitsturen en dan gaan die dalen echtb plat liggen op de nul. Op dat moment stopt het klasse A bedrijf en is de geleidingshoek niet langer 360 graden. Bij een uitsturing van 17,4V aan 8 ohm is het dal 43mA, zoals af te lezen rechts van de grafiek(en).

Bij deze wil ik graag de klasse A definitie van Dekkers invoeren.  8) Het klasse A regime eindigt als het minimum van de drain/collector stroom minder wordt dan 5% van de ruststroom. In deze schakeling betekent dat 25W klasse A aan 8 ohm en 12,5W klasse A aan 4 ohm.

Groet,
Jacco
« Laatst bewerkt op: 14 september 2013, 22:41:30 door dekkersj »

Jerry

  • Trade Count: (0)
  • Sr. Member
  • ****
  • Berichten: 319
  • Wazzat??
Re: Het vervangen van 2SK2220/2SJ351 door ALF08N20V/ALF08P20V project.
« Reactie #7 Gepost op: 15 september 2013, 00:06:38 »
De ruststroom is bedacht op 800mA. Wat dat betekent aan te leveren vermogen is mij niet helemaal duidelijk. Hangt ook af van de belasting.


Wat moet het ding in klasse A aan vermogen leveren?

Bij deze wil ik graag de klasse A definitie van Dekkers invoeren.  8) Het klasse A regime eindigt als het minimum van de drain/collector stroom minder wordt dan 5% van de ruststroom. In deze schakeling betekent dat 25W klasse A aan 8 ohm en 12,5W klasse A aan 4 ohm.


De pure klasse A statische ruststroom van 800mA bepaalt ook de " echte" aantal watts in klasseA door de belasting, wat bij benadering neerkomt op P=I^2xR = 0,8x0,8x8 = ongeveer 5,2W piekvermogen bij 8 ohm, en 2,6W bij 4 ohm.

Zodra het over de 800mA statische bias komt, is de transitie klasse AB geworden.

Groeten,

              Jerry
« Laatst bewerkt op: 15 september 2013, 09:49:14 door Jerry »
The test of the machine is the ultimate test.
If the machine produces tranquility, it's right.
If it disturbs you, either change the machine, or your mind.

It's fruitless endeavour to try and educate a fool that rejoices in ignorance.

Condemnation without examination is prejudice.

dekkersj

  • Global Moderator
  • Trade Count: (0)
  • Hero Member
  • *****
  • Berichten: 16.159
  • Hop doet leven!
    • amorgignitamorem.nl
Re: Het vervangen van 2SK2220/2SJ351 door ALF08N20V/ALF08P20V project.
« Reactie #8 Gepost op: 15 september 2013, 09:55:29 »
Ja, dat dacht ik eerst ook maar ik bedacht me dat dat opgaat bij een belasting opgenomen in drain/collector pad. Dit is echter een andere schakeling.

Klasse A heeft alles met geleidingshoek te maken. Zolang de transistor in geleiding blijft, is het dus goed. Doordat een complementaire opzet is gekozen, komt het allemaal gunstiger uit.

Dus: 25 W in 8 ohm.

Groet,
Jacco

Verstuurd van mijn HTC Vision (Desire Z).


Jerry

  • Trade Count: (0)
  • Sr. Member
  • ****
  • Berichten: 319
  • Wazzat??
Re: Het vervangen van 2SK2220/2SJ351 door ALF08N20V/ALF08P20V project.
« Reactie #9 Gepost op: 15 september 2013, 10:12:41 »
Dat kan alleen als er een ouderwetse soort schakeling met " sliding bias"  de geleidingshoek v/d biaspreader lineair meeneemt ( verhoogt)met de aangelegde ingangsspanning, dus statische biasverschuiving proportioneel met ingangsspanning. ( denon met een optocoupler, anderen met opamps etc.., hoe gaat dat hier ?) zoals je weet.

Maar dat is dan modulerende statische bias, niet jofel.( mijn mening).
 
Heb je misschien een compleet schema v/d schakeling?

Groeten,

              Jerry
The test of the machine is the ultimate test.
If the machine produces tranquility, it's right.
If it disturbs you, either change the machine, or your mind.

It's fruitless endeavour to try and educate a fool that rejoices in ignorance.

Condemnation without examination is prejudice.

dekkersj

  • Global Moderator
  • Trade Count: (0)
  • Hero Member
  • *****
  • Berichten: 16.159
  • Hop doet leven!
    • amorgignitamorem.nl
Re: Het vervangen van 2SK2220/2SJ351 door ALF08N20V/ALF08P20V project.
« Reactie #10 Gepost op: 15 september 2013, 10:53:41 »
Je kunt het zien aan de simulatieresultaten die ik gepost heb. De drainstromen worden niet nul, zie tweede en derde grafiek.

Het complete schema heb ik als pdf bijlage toegevoegd aan de openingspost.

Overigens krijg ik het ding in AB bedrijf als ik het verder uitstuur. Je ziet dan netjes de drainstromen pletten op nul.

Groet,
Jacco

Verstuurd van mijn HTC Vision (Desire Z).


Jerry

  • Trade Count: (0)
  • Sr. Member
  • ****
  • Berichten: 319
  • Wazzat??
Re: Het vervangen van 2SK2220/2SJ351 door ALF08N20V/ALF08P20V project.
« Reactie #11 Gepost op: 15 september 2013, 16:34:10 »
Oke, op die fiets.

Dit lijkt verdacht veel op een variant v/d gepatenteerde "Wingate" amplifier, vooral door een simpele passieve weerstand te gebruiken als " voltage amplifier" in de schakeling.

Ook "zero feedback", nou ja...

De dc. servo integrator is een must, en enige thermische stabiliteit - lijkt me moeilijk hier.

Hoe zit het met de simulaties in spice met power mosfets ? Vooral met kleine Ids stromen ?

Spice modellen voor stromen in de lage regioenen, ( weak inverse region) zijn voor zover ik weet niet erg betrouwbaar.

Power mosfets hebben zover ik weet bij lagere Ids stromen een karakteristieke transitie naar een exponentiele kromme, net als bij bipo's die dit ook volgen.
En heel verschillend in de coefficienten.
Hoe kan men dan met zekerheid vaststellen dat de geleidingshoek bij die lage stromen ook klopt, in een model, voor klasse A ?

Die dingen worden meestal gesimuleerd als schakelaar power devices , grote stromen, niet direkt voor kleine stromen , met lineaire spice modellen daarvan.

Real world lijkt mij iets anders te gebeuren.

Mis ik iets ?

Groeten,

              Jerry



The test of the machine is the ultimate test.
If the machine produces tranquility, it's right.
If it disturbs you, either change the machine, or your mind.

It's fruitless endeavour to try and educate a fool that rejoices in ignorance.

Condemnation without examination is prejudice.

Be Tweeter

  • Trade Count: (0)
  • Hero Member
  • *****
  • Berichten: 2.913
    • ARJANKU.IT service
Re: Het vervangen van 2SK2220/2SJ351 door ALF08N20V/ALF08P20V project.
« Reactie #12 Gepost op: 15 september 2013, 16:37:22 »
Ik wél ;)
An inability to grasp science is no argument against it....

dekkersj

  • Global Moderator
  • Trade Count: (0)
  • Hero Member
  • *****
  • Berichten: 16.159
  • Hop doet leven!
    • amorgignitamorem.nl
Re: Het vervangen van 2SK2220/2SJ351 door ALF08N20V/ALF08P20V project.
« Reactie #13 Gepost op: 15 september 2013, 17:36:24 »
Tsja, wat wil je zien? Ik heb de transfer gesimuleerd van Vgs = 0 - 1,5V:



En van 0 - 6V:



Ziet er goed uit. Het gebruikte model is het MM 903 van Philips en is specifiek geënt op analoge toepassingen. Ik geloof het eigenlijk wel.

Groet,
Jacco
« Laatst bewerkt op: 15 september 2013, 17:38:41 door dekkersj »

Jerry

  • Trade Count: (0)
  • Sr. Member
  • ****
  • Berichten: 319
  • Wazzat??
Re: Het vervangen van 2SK2220/2SJ351 door ALF08N20V/ALF08P20V project.
« Reactie #14 Gepost op: 16 september 2013, 14:37:07 »
Voordat het semantiek wordt, over ontwerp topologieen, voor mij is het geen klasseA meer na 800mA, maar " non switching" klasse AB, zoals de veel beter presterende schakeling hieronder, met feedback.

Zo zijn er nog meer, van vroegah, ook met "zero feedback" ??, nou ja...... interne feedback mechanismen in gain devices zoals bipo's, met parasitaire Miller c's, beta vermindering met Vce vermindering en Ic vermindering, en Vbe stijging met stijging Ic of Ib ? Nou ja.....
Ik zie geen mechanisme in de Hawk clone om "pure" klasse A te behouden bij een stroomverdubbeling van die 800mA, in de belasting, het is "non switching" klasse AB, boven de 800mA.
Die hoge statische bias van 800mA is gewoon nodig om de power mosfets zo lang mogelijk in hun meest lineaire werkgebied te houden,zoals je weet.Anders kon de ontwerper met minder volstaan.


Groeten,

               Jerry
« Laatst bewerkt op: 16 september 2013, 14:45:20 door Jerry »
The test of the machine is the ultimate test.
If the machine produces tranquility, it's right.
If it disturbs you, either change the machine, or your mind.

It's fruitless endeavour to try and educate a fool that rejoices in ignorance.

Condemnation without examination is prejudice.