Bouwverslag Mini 50 Watter

[fredjuh]

Beste klushelden,

Ergens rond 2010 heb ik voor een vriend een goedkope Chinese 40 Watt Fender kloon onder handen genomen. Het originele circuit had een vrij slecht ontworpen voorversterker waardoor de amp vrij futloos klonk. Een soort Bassman 5F6-A met reverb. Bovendien had de amp 2 slechte 10 inch speakers. Ik was nog niet zo ervaren met amps modden voor anderen, dus ik heb er een JCM800 kloon van gemaakt i.p.v. een Deluxe Reverb, wat hij eigenlijk had moeten hebben. De amp scheurde fantastisch en ging loeihard. Hij heeft de amp later aan me verkocht. Hij was eigenlijk onbruikbaar omdat het circuit te instabiel (oscillatie) was en de speakers te slecht. Daarom heb ik de amp gesloopt voor onderdelen.

Al tijden wil ik de trafo's gebruiken om een kleine 'lunchbox' 50 Watt versterker te maken. Nu komt het er eindelijk van. Ik heb de trafo's doorgemeten.

De HT is prima gedimensioneerd en heeft een vrij klein laminaat (EI-86) dat hoog is gestapeld. Daardoor heeft hij een kleine voet en is ie dus perfect voor dit project. In rust zal de B+ 470 Volt zijn en bij volledige uitsturing 425 Volt. Er zit een 60 VAC wikkeling op voor de bias.

De UGT Heeft een Ra-a van 3k5 en aftakkingen voor 8 en 4 ohm. De wikkelingen zijn helaas niet gelaagd en de laminaatplaatjes zijn 0.5 mm dik dus de bandbreedte zal niet geweldig zijn. Gelukkig maakt dat niet echt uit, aangezien ik maar 7 kHz aan bandbreedte nodig heb en geen NFB gebruik. Misschien leuk om binnenkort op de universiteit eens aan de bandbreedte en kernverliezen te meten. Dan kan ik ook een compensatie R en C tussen de anodes bepalen. De hoeveelheid ijzer lijkt nét genoeg. Uit de simulatie komt 6,2% vervorming en 6,9% verlies op de lage E (82,4 Hz) bij 50 Watt werkelijk uitgangsvermogen, bronweerstand 30kOhm. Dat wordt niet bassen dus.

Hoe ik hieraan kom zonder knappe apparatuur: Ik heb in de simulator gangbare waarden ingevoerd voor de eigenschappen van het ijzer. De afmetingen van de kern heb ik ook ingevoerd. Daarna heb ik de kern een beetje laten verzadigen door de primaire aan de 230 VAC te hangen. (Wel eerst getest of ie dat uberhaupt kon hebben.) De golfvorm van de stroom heb ik op de scoop gezet. Die vervormde sinus heb ik nagemaakt in de simulatie door de spelen met het aantal wikkelingen en de lineaire verliezen. Zo kwam ik uit op 700 wikkelingen en een parallelweerstand van 50k voor de verliezen. Daarmee ging ik dan verder simuleren.

Het circuit is afgeleid van de Marshall 50W Plexi 1987 versterker. Als choke heb ik de Hammond 154G, die past in de behuizing. De fasedraaier is aangepast met een 12AT7 met 47k anodeweerstanden. Door het halveren van de anodeweerstanden van 100k naar 47k kon ik de G1 weerstanden van de eindbuizen ook halveren naar 100k. Dit komt de stabiliteit van de eindstrap ten goede. Ook zit er aan de G1's een 500p cap. Dit is een hoog-af filter met een kantelfrequentie van 15kHz. De voorversterker wordt opgebouwd met LND150 mosfets. Die voed ik met een gereguleerde 200 Volt. Bij de tonestack heb ik de baspotmeter weggehaald. De tonestack krijgt een Fender-schakelaar waarmee je laagmid kunt weghalen. Met die schakelaar wordt de condensator naar de mid potmeter verdubbeld. De twee ingangstrappen met volumeknop vervang ik door een opamp booster met laag-af filter van 12dB/oct. Het filter heeft een instelbare kantelfrequentie van 47 tot 1k4 Hz. Dit is de basknop. De opamp wordt met plus en min 15V gevoed door een extra trafo. Het buizengedeelte krijgt een instelbare voedingsspanning om op laag volume te kunnen scheuren.

Schema: er ontbreekt: variabele voedingsspanning voor de buizen, opamp booster met 'bass cut', preamp voeding.
https://i.imgur.com/vua6m91.png
Booster schema:
https://i.imgur.com/OCWo40i.png
https://i.imgur.com/tYxVtGU.jpg
https://i.imgur.com/cwtClJh.jpg

[fredjuh]

Ik zit nog met het volgende voor de transistorexperts. Ik heb een 'bias tracking' circuit ontworpen zodat de biasspanning meeloopt met de schermspanning van de eindbuizen. Die blijven dan goed ingesteld zodra je de voeding terugdraait om op lager volume te scheuren. Is mijn ontwerp oké?

De schermspanning loopt van 0 tot 460 Volt. De versterker werkt vanaf zo'n 20 Volt. (uit ervaring)
Het is wenselijk als de respons van de biasspanning op de schermspanning een beetje gedempt is. In de simulatie is het kantelpunt zo'n 60 Hz en het verloop hoog-af 6 dB/oct. Op hoge frequenties loopt ie nog iets meer naar beneden. Verder is het wenselijk dat de PSRR zo goed mogelijk is. In de simulatie is die 52 dB voor DC en zo'n 70 dB voor hogere frequenties met 200 Hz als kantelpunt. Ik had eerst een weerstand van 10k tussen B en E van Q1 als RC voor Q2, maar het circuit bleek beter te werken zonder deze weerstand. Ik heb overigens een 2N5551 liggen i.p.v. een 2N5550. De voeding is een 60 Volt wikkeling met een half wave rect en een elco. Ik kan niet full wave gaan omdat één kant aan GND zit.

Hier nog wat ontwerpen van mijn collega's met hetzelfde doel:
http://i.imgur.com/Ff9togk.jpg
https://ibb.co/eu1Nfx
https://preview.ibb.co/iOHv0x/Bias_Tracking_Fred.png

[fredjuh]

https://i.imgur.com/cjfyp26.jpg
https://i.imgur.com/0holPIx.jpg
https://i.imgur.com/ANg1cy0.jpg

[cluseau]

Fred, in dat kastje was toch genoeg ruimte voor een paar 12ax7, voor de echte buizenfreaks interessanter dan fet's. Hoewel deze veel overeenkomen met buizen karakteristieken is het voor de meeste zelfbouwers onbekend maakt onbemind. Verder een leuk kacheltje hoor.

Dan de bias tracking:

Het doel is natuurlijk de bias constant te houden bij verschillende Ug2, correct? Ik twijfel een beetje of je dat op deze manier gaat lukken en het kan misschien ook eenvoudiger. Ik wil daar best in meedenken maar misschien kun jij dan even de modelletjes van de torren mailen (info at amps-unlimited dot nl) want die heb ik niet.


Ik gebruik LTspice ipv spiceIV. Dacht daarmee met de tijd mee te gaan :hide:.

[fredjuh]

Hmm ja, tot voor kort had ik een 12AX7 gepland maar het werd me toch wat krap. Ik ben een beetje bang dat ie gaat brommen en genereren. Het kastje is 10 x 20 x 5 cm. Wellicht kun je me nog overtuigen. :)

Het doel van de bias tracking is om de bias te laten meelopen met de G2 spanning. Dus bij 460V op G2 staat er bijv. -50V op G1. Dan moet er bij 230V op G2 -25V op G1 staan, bij 46V op G2 -> -5V op G1 enz.

Bijkomend voordeel hiervan is dat de amp automatisch warmer wordt ingesteld als bij uitsturing de voeding inkakt. Daardoor heb je minder crossover distortion op hoog volume, dat geeft een voller geluid.
De minor elektrotechniek die ik onlangs heb gevolgd heeft erg geholpen bij het ontwerp. Het is een inverterende NFB versterker. De verhouding tussen R1 en de trimpot bepaalt bijna exact de gain omdat de open loop gain heel hoog is door de cascade van twee torren. C1 zorgt voor de demping van de feedback loop en de elco dempt de uitgang. Maar ja, ik heb wel eens eerder iets ontworpen met torren dat niet helemaal 100% werkte in de praktijk dus ik vraag me af of er een adder onder het gras zit. In de simulatie presteert het circuit super, maar dat is ook niet gek aangezien ik het heb geoptimaliseerd in de simulator...

Ik werk met LTSpice IV, versie 4.23, van 29 feb 2016. Gewoon van www.linear.com De 2N5401 en 2N5550 torren staan er gewoon in bij mij maar ik kan me niet herinneren dat ik een library heb toegevoegd. Zou kunnen hoor. Dit zijn de modellen:

.model 2N5401 PNP(Is=21.48f Xti=3 Eg=1.11 Vaf=100 Bf=132.1 Ne=1.375 Ise=21.48f Ikf=.1848 Xtb=1.5 Br=3.661 Nc=2 Isc=0 Ikr=0 Rc=1.6 Cjc=17.63p Mjc=.5312 Vjc=.75 Fc=.5 Cje=73.39p Mje=.3777 Vje=.75 Tr=1.476n Tf=641.9p Itf=0 Vtf=0 Xtf=0 Rb=10 Vceo=150 Icrating=600m mfg=Fairchild)

.model 2N5550 NPN(Is=2.511f Xti=3 Eg=1.11 Vaf=100 Bf=213.4 Ne=1.241 Ise=2.511f Ikf=.3495 Xtb=1.5 Br=3.24 Nc=2 Isc=0 Ikr=0 Rc=1 Cjc=4.883p Mjc=.3047 Vjc=.75 Fc=.5 Cje=18.79p Mje=.3416 Vje=.75 Tr=1.212n Tf=560.1p Itf=50m Vtf=5 Xtf=8 Rb=10 Vceo=150 Icrating=600m mfg=Fairchild)

Het circuit zou overigens moeten werken met elke tor die een Vceo rating van minstens 100 Volt heeft.

[cluseau]

Hmm ja, tot voor kort had ik een 12AX7 gepland maar het werd me toch wat krap. Ik ben een beetje bang dat ie gaat brommen en genereren. Het kastje is 10 x 20 x 5 cm. Wellicht kun je me nog overtuigen. :)
Bij tubetown kun je haakse brackets krijgen voor octal en noval voetjes. In het chassis is nog makkelijk ruimte voor twee buisjes. En waarom zou je met buisjes last krijgen van oscilleren? Gewoon goed uitvoeren in de praktijk. De fysieke bouw kun je niet echt simuleren.




Maar ja, ik heb wel eens eerder iets ontworpen met torren dat niet helemaal 100% werkte in de praktijk dus ik vraag me af of er een adder onder het gras zit. In de simulatie presteert het circuit super, maar dat is ook niet gek aangezien ik het heb geoptimaliseerd in de simulator...
Ben er inmiddels ook achter dat de simulator een redelijke benadering is van de praktijk. Er zijn toch meerdere factoren (onzichtbare bedradingscapaciteit, overgangsweerstanden, etc.) die het eindresultaat beinvloeden en ik had ook niet anders verwacht.

Het is handig als je de simulatie even op breadboard test voor je werkelijk gaat bakken. Op een breadboard zijn de parasitaire componenten al helemaal een plaag dus opletten geblazen. Ik gebruik het alleen met kleine schakelingen die ik wil testen.



Het circuit zou overigens moeten werken met elke tor die een Vceo rating van minstens 100 Volt heeft.
idd, ik ga ook gewoon een algemene tor pakken.

De reden dat ik die torren niet in de lib heb zitten is dat er nu betere torren verkrijgbaar zijn. Het zijn immers geen buizen welke decennia meegaan maar ook bij buizen zie je dat verschijnsel. We gebruiken allang geen EL2 meer ;).

[fredjuh]

Oke, ik ga toch proberen om er een of twee buisjes in te zetten. Die haakse steuntjes maak ik zelf, uit 20x40x2 aluminium L-profiel, gaat best snel. Schandalig eigenlijk dat ik nog geen breadboard heb, gaat er met de eerstvolgende bestelling bij.

Als dat bias tracking circuit in de praktijk genereert (kans lijkt me klein) dan kan ik de torren vertragen door een cap tussen B en E toe te voegen. Het nadeel is, hoe trager de tor, hoe slechter de PSRR. Mijn zorg is vooral dat er bij een B2 van 30 Volt maar 1 uA door de PNP tor loopt. Is dat niet een beetje weinig?

Ik ga vaak een beetje de mist in bij de selectie van torren. Ik pak er gewoon eentje die voldoet. Welke zijn modern? Welke kun je voor een bepaalde toepassing het beste gebruiken? Hoe snel/robuust/gevoelig/stil moet de tor nou eigenlijk echt zijn? Dat soort vragen. Is er niet iets van een 'selection guide'?

Geweldig dat je zo meedenkt! :D

edit: ik bedenk me net dat je door de AC op B2 juist te versterken door het bias tracking circuit, je noise cancelling kunt maken.

[cluseau]

Ehhh selectie maak je met je hoofd :sssh:

Het is wel zo dat moderne torren soms niet voldoen in een oud ontwerp. De huidige torren halen veel hogere frequenties bij minder ruis. Ga je dan nieuw vervangend materiaal toepassen in een oud ontwerp kan het zijn dat de boel gaat oscilleren. Een beetje parasitaire capaciteit aanbrengen doet dan wonderen.

Ik zal komende week in de avonduurtjes ff gaan spelen met die biasregeling.

Toevallig net een automatisch koelsysteem gemaakt voor mijn load die het soms heeeeel zwaar heeft. Schakeling met een power FET die in de simulator goed werkt doet in de praktijk echt andere dingen. Eerst getest op breadboard en werkt nu geweldig. Boven de 100 graden gaan de blowers als een malle tekeer maar daar onder zweeft het een beetje maw de snelheid neemt toe en weer af. Blijft wel redelijk onder controle dus ikke blij.

[tschrama]

Dat ontwerp ziet er gaaf uit.. lekker klein formaat en toch 50W... erg mooi project!

[cluseau]

Ik zit nog met het volgende voor de transistorexperts. Ik heb een 'bias tracking' circuit ontworpen zodat de biasspanning meeloopt met de schermspanning van de eindbuizen. Die blijven dan goed ingesteld zodra je de voeding terugdraait om op lager volume te scheuren. Is mijn ontwerp oké?



https://preview.ibb.co/iOHv0x/Bias_Tracking_Fred.png


Ik heb jouw circuit even geintegreerd in het schema van de el34_push_pull.

http://i1383.photobucket.com/albums/ah302/fctjunk/el34_push_pull auto bias rev3_zpskzmdihhp.jpg (http://s1383.photobucket.com/user/fctjunk/media/el34_push_pull auto bias rev3_zpskzmdihhp.jpg.html)


Is eigenlijk niks mis mee maar ontdek wel iets waar ik geen rekening mee heb gehouden. De schermspanning heeft namelijk pas invloed onder de 180V en beneden een bepaalde waarde is er niet meer mee te werken. Verder loopt de bias mooi mee hoor, wat dat betreft niks mis met de schakeling. De ingangsspanning is 600mVtt en de gain is niet zo hoog dus wil nog wel wat experimenteren maar eerst is het tijd voor mijn fruithapje.

Hieronder de output. De schermspanning varieer ik aflopend van 200V tot 50V in stappen van 20V. Je ziet dat hij lekker rond gaat clippen en nog geen crossover laat zien. Ga ik lager dan wordt het troep. Ook nu zie je een slingering na de nuldoorgang. Wat weten we van de demping en de impedantie op deze niveau's?




http://i1383.photobucket.com/albums/ah302/fctjunk/el34_push_pull auto bias rev3 scope_zpsvue4heuu.jpg (http://s1383.photobucket.com/user/fctjunk/media/el34_push_pull auto bias rev3 scope_zpsvue4heuu.jpg.html)

[cluseau]

De resolutie van photobucket is niet bepaald verpletterend dus hier ff wat nieuwe plaatjes.




https://www.amps-unlimited.nl/images/el34_push_pull auto bias rev3-scheme.gif


https://www.amps-unlimited.nl/images/el34_push_pull auto bias rev3-scope.gif


Voor de duidelijkheid:

200V = groen
180V = blauw
160V = cyaan
140V = magenta
120V = grijs
100V = d.groen
80V = d.blauw
60V = goud

[fredjuh]

Volgens mij gaat er iets niet helemaal goed... Ik zie nogal asymmetrische golfvormen, Dat kan niet kloppen. In het eerste schema klopt het bias tracking circuit maar in de tweede zit het net iets anders waardoor er geen GND referentie meer is. Ik ben ook aan het simuleren geslagen met het hele circuit ipv de bias tracking apart. Eerst varieerde ik de gehele voeding van PI en eindbuizen, maar dat was een beetje onhandig omdat de versterking van de PI minder wordt bij lagere voeding. Dus nu de eindbuizen met variabele spanning gevoed:
Ik heb voor een logaritmische schaal gekozen omdat je anders het verschil slecht kunt zien in één afbeelding.
https://i.imgur.com/1gf4auJ.png
https://i.imgur.com/PbizCbc.png

[cluseau]

Volgens mij gaat er iets niet helemaal goed... Ik zie nogal asymmetrische golfvormen, Dat kan niet kloppen.


Klopt idd niet, vanmorgen ff gaugau gedaan :hide:

Plaatjes zijn geupdate, misschien je browser verversen. Had Q2 verkeerd erin geplaatst. Als ik nu de boel run gaat het goed op 200V niveau maar naarmate hij meezakt wordt de asymetrie groter. Ga daar later even mee door, tis weer tijd voor mn fruithapje.

btw scopeplaatje is het signaal aan de load.


edit:

Zo, voel me weer stukken beter en heb nog eens naar het hele schema gekeken want het is wel beter nu Q2 goed zit maar ik zie nog steeds asymetrie in het signaal met name in de lage output. Als je de simulatie start en kijkt naar de uitgang dan zie je dat alleen de onderste helft inkakt. Dit moet natuurlijk te traceren zijn dus keek ik eerst naar de sturing op g1. Het gekke is dat g1-U1 niet toelaat dat de sturing boven ground uitkomt wat ook normaal is maar g1-U2 komt zeker 3V boven ground uit. Hier loopt dan roosterstroom en er treed ook geen clipping op bij U2. Daarom is het signaal asymetrisch. Iets klopt hier niet en kan het nog niet verklaren.

[fredjuh]

Het komt denk ik omdat de uitgangsimpedanties van een cathodyne PI boven en onder compleet anders zijn. Wat er gebeurt als de eindbuis die wordt gestuurd vanuit de kathode van de PI stroom gaat trekken door G1 staat hier goed uitgelegd onder het kopje "Avoiding Unpleasant Overdrive"
http://www.valvewizard.co.uk/cathodyne.html

Ik krijg in de simulatie hetzelfde. De asymmetrie lijkt erger te worden als de roosterspanningen van de eindbuizen lager worden. Ik heb veel ge-experimenteerd met verschillende eindtrap schakelingen en variabele voeding (juist in de praktijk). Daar kwam duidelijk uit dat het het beste is om de gehele eindtrap lagere spanning te geven, en dat je het beste een long tail PI met een 12AT7 kunt gebruiken. Nu zie je mooi waarom! 12AU7 kan ook maar heeft weinig gain waardoor de pre meer gain en headroom moet hebben. Voorversterker kan wat mij betreft het beste met een constante 300 Volt gevoed worden.

[cluseau]

Ja zat daar ook onmiddelijk aan te denken maar waarom laat U1 wel positieve spanning toe op het rooster. In de praktijk gaat dat je niet lukken.


edit:

Ben ff aan het knippen plakken gegaan. De eindbuizen weg en als load een 5k op beide caps naar ground. Resultaat een vrijwel identiek signaal rond het nulpunt. Daarna het knooppunt aan de biasspanning geknoopt. Het signaal zakt met de biasspaning mee zoals verwacht maar loopt wel van +3V naar -27V. Die +3v hoort door de eindbuis te worden afgeknepen. Bij U1 gebeurt dat wel en bij U2 niet.

edit 2:
Ik ga ff een simulatie plaatsen waar je kan zien wat ik bedoel.

[cluseau]

Ik heb het schema aangepast op onderstaand schema, puur om te zien waar het fout gaat.

De weerstanden van 5k en de diode's simuleren een load, veel zwaarder dan de buis zelf om het zo extreem mogelijk voor te stellen. Ik weet dat het niet realistisch is maar wel goed om aan te tonen.

https://www.amps-unlimited.nl/images/el34_push_pull auto bias rev4-scheme.gif




Onderstaand signaal is gemeten op de diode afkomstig van de anodekant. Behalve de te verwachten clipping zie je ook een smerige rafel in het lage gebied, dat is waar valvewizzard het over heeft.

https://www.amps-unlimited.nl/images/el34_push_pull auto bias rev4-scopeA.gif





Dit plaatje is het stuursignaal afkomstig van de kathode. Afgezien van de rafel ziet het er hetzelfde uit. Zet je nu de buis als belasting wordt het een heel ander verhaal, het signaal van U1 kan vrolijk boven de nullijn uitkomen alsof er geen load is.

https://www.amps-unlimited.nl/images/el34_push_pull auto bias rev4-scopeK.gif



edit:

Heb de redenering ook andersom gedaan en kan de conclusie trekken dat het wel degelijk in die verrekte PI zit.

Het volgende:
De eindbuizen in ere hersteld en nu de hele preamp weggeknipt. In plaats daarvan twee spanningsbronnen geplaatst van 50V 800Hz Ri=50k. Nu zie ik op de roosters van U1 en U2 een identiek signaal. Beide buizen laten ook ruimte om iets boven de nullijn te gaan al weet ik uit de praktijk dat dit minder is dan de simulator aangeeft. Uiteindelijk zit het imo in het impedantie verschil van anode kathode. Case closed.

[fredjuh]

Blijft leuk, die eigenaardige buisjes. :) Zo zie je maar weer dat het effect van teveel signaal zeker niet altijd triviaal is. Zeker voor onze transistor-audio-collega's een belangrijke les.

[cluseau]

Jij zei het al in post 14 he! Mooi. We kunnen natuurlijk ook proberen die impedanties gelijk te maken om zo een symetrisch gedrag te creëren.

[cluseau]

Nachtje over geslapen en denk er nu (nog in mijn mandje) anders over. We vergeten namelijk helemaal te checken wat de buistroom doet. Die bias loopt te ver mee bij de lage g2 spanning en het lineair meelopen van de bias zullen we misschien moeten remmen aan t eind. De vervorming die we nu ( in een buis) hebben komt door de positieve roosterstroom die op zijn beurt weer killing is voor de ongelijke impedante van dit type PI. De vervorming ontstaat door beperking van headroom. Dat kan dmv afknijpen van de rooster ruimte of aan de voedingszijde. Ik dacht dat het laatste de bedoeling was maar nu zitten we te kijken naar een afgeknepen rooster. Verkeerd bezig?

[fredjuh]

Wat dat betreft, het liefste knijp ik de gehele eindtrap af ipv alleen G1 en G2 van de eindbuizen, zodat de verhoudingen blijven kloppen. Ik de praktijk klinkt dit imo ook het beste. Alleen krijg je met een 50 Watter dan wel het probleem: waar laat je alle warmte van de regelaar? In het slechtste geval moet die 35 Watt kwijt. Dat is als je de B+ halveert en de versterker overstuurt.

Als de voeding onder de 20 à 40 Volt komt klinkt het allemaal wat minder lekker, dat komt volgens mij vooral omdat de bandbreedte eraan gaat. Als je de anodes op 450 Volt laat is dit effect nog erger. De impedantie van de buizen wordt groter en ze kunnen met name de uitgangstrafo niet meer strak aansturen. Een 1 kHz signaal zit er dan nog prima uit op de scope, dus met de stroom zit het wel goed. Zie ook het laatste grafiekje wat ik postte.

Wat die warmte betreft, ik heb nog een koelprofiel (80x50x14 mm) liggen van 6 C/W die op de achterkant van de amp past maar daar kan ik dus maar 16 Watt op kwijt. Met een ander koelprofiel van 2,5 C/W dat ik zou moeten kopen kan ik met 2 mosfets parallel met metalen tab en mica isolatie 36 Watt kwijt. Heb ik wel een 4 cm dikke knots achterop mijn mini-amp.

[cluseau]

Dat vermogen op een lineaire manier wegwerken is niet handig. Met een mosfet in combinatie met een chopper op 50kHz kun je leuke dingen doen dmv pulsbreedte regeling. Ben daar toevallig ook mee aan het freubelen. Het idee dat je dat hoort is klinklare onzin. Goed afschermen en filteren geeft een mooie vlakke en zo goed als verliesvrije regeling.

[fredjuh]

Goed idee! Dit project wordt steeds ambitieuzer... Ik heb onlangs met hetzelfde zitten simuleren maar dan op 12 Volt, voor een zuinige LED-dimmer + bescherming op een accu. Bescherming voor overspanning is hier gelukkig niet nodig. Het lijkt mij het makkelijkst om de pulsbreedte te regelen en niet de spanning met een FB lus want dan kun je makkelijker van 0% tot 100% duty cycle regelen en het circuit is simpeler.

[cluseau]

En het mooiste is dat op zo'n hoge frequentie kleine capjes volstaan en met een klein spoeltje filter je de rotzooi er uit.

[fredjuh]

Dan heb ik trouwens wel een 600 Volt P-kanaal mosfet nodig... Niet onmogelijk hoor maar zeker niet gangbaar.

[tmms]

Leuke discussie, inhoudelijk eufemistisch gesteld uitdagend, echter de expertise die er uit spreekt maakt het lezen van dit draadje zeer de moeite waard.:ok:
Mijn projectje voor volgende week; gelijkstroomvoeding zonder regelaar voor de gloei van de voorversterker van m'n AC30. Een B80R brugcel plus 4700uF capaciteit voor drie ECC83's. Mocht ie te hoog uitkomen frut ik er een vierde bij, komt misschien in de toekomst van pas. Of zou het slimmer zijn de spanning te verdubbelen en een spanningsregelaar te gebruiken? Excuus voor dit zijspoor, kan het topic dat erover ging niet meer vinden.

[cluseau]

Dan heb ik trouwens wel een 600 Volt P-kanaal mosfet nodig... Niet onmogelijk hoor maar zeker niet gangbaar.

Dat zullen we dan nog wel eens zien whahaha.

Je kan gelijk hebben hoor maar er gaan meer wegen naar rome. Een 600VPchannel moet er toch wel zijn maar de Pchannels zijn dun gezaaid. Hoger dan 500V (https://nl.rs-online.com/web/p/mosfet-transistors/6715118/) ben ik nog niet tegen gekomen.

[fredjuh]

Ik denk niet dat je daarmee het gewenste resultaat behaalt. DC gloeispanning kan 50 Hz brom vanuit V1 oplossen, maar het kan ook storing toevoegen door de gelijkrichter. Bovendien belast een gelijkrichter de trafo bijna 2x zo sterk. Als je zeker weet dat je last hebt van gloeibrom in een AC30 heb je denk ik een foutief buisje. Op http://www.valvewizard.co.uk/heater.html staat het allemaal netjes uitgelegd.

Wat betreft die 500 Volt buck converter, het is allemaal best ingewikkeld. Heb nu eindelijk wel wat driver IC's en application notes gevonden maar ik betwijfel of het de moeite waard is, en of je het echt storingsvrij krijgt.

De drivers die ik gevonden heb zijn IX2113, UCC27714, BS2101F.

[tmms]

Ik denk niet dat je daarmee het gewenste resultaat behaalt. DC gloeispanning kan 50 Hz brom vanuit V1 oplossen, maar het kan ook storing toevoegen door de gelijkrichter. Bovendien belast een gelijkrichter de trafo bijna 2x zo sterk. Als je zeker weet dat je last hebt van gloeibrom in een AC30 heb je denk ik een foutief buisje. Op http://www.valvewizard.co.uk/heater.html staat het allemaal netjes uitgelegd.......

Bedankt. De trafo moet dat wel kunnen hebben, zitten nu drie van de zes buisjes in. Maakt de kwaliteit van de buis wat minder kritisch hoop ik.

[cluseau]

Bedankt. De trafo moet dat wel kunnen hebben, zitten nu drie van de zes buisjes in. Maakt de kwaliteit van de buis wat minder kritisch hoop ik.

tmms, je moet gewoon van je fouten leren en niet eerder vooruit denken voor je eerste probleem is opgelost. Je vraagt op het forum om advies en begint dan over allerlei modificatie's die je ook wel goed lijken. Ik ben de laatste die je niet wil helpen maar op deze manier verliezen we de aandacht, dat merk je ook in je AC30 topic. Dus.....spring niet van de hak op de tak, los eerst je (brom) probleem op en ga dan verder met experimenteren. Ga je er van alles bij maken omdat dit op het fabeltjesnet als zijnde waardevol wordt aanbevolen dan ga je de boot missen en blijft hij voor eeuwig brommen.

[cluseau]

Wat betreft die 500 Volt buck converter, het is allemaal best ingewikkeld. Heb nu eindelijk wel wat driver IC's en application notes gevonden maar ik betwijfel of het de moeite waard is, en of je het echt storingsvrij krijgt.

De drivers die ik gevonden heb zijn IX2113, UCC27714, BS2101F.

Hier alvast een Pch 600V 10A .... IXTR16P60P (https://nl.mouser.com/ProductDetail/IXYS/IXTR16P60P?qs=sGAEpiMZZMshyDBzk1%2fWi2Lis36WbXR%2b DTpw0WPwGeI%3d)

Plastic huis dus geen geklungel met mica plaatjes en plastic busjes.

[tmms]

tmms, je moet gewoon van je fouten leren en niet eerder vooruit denken voor je eerste probleem is opgelost. Je vraagt op het forum om advies en begint dan over allerlei modificatie's die je ook wel goed lijken. Ik ben de laatste die je niet wil helpen maar op deze manier verliezen we de aandacht, dat merk je ook in je AC30 topic. Dus.....spring niet van de hak op de tak, los eerst je (brom) probleem op en ga dan verder met experimenteren. Ga je er van alles bij maken omdat dit op het fabeltjesnet als zijnde waardevol wordt aanbevolen dan ga je de boot missen en blijft hij voor eeuwig brommen.

Dank je:D. Volgende week ermee verder.

[cluseau]

Dank je. Volgende week ermee verder.
Ja komt misschien vervelend over maar is niet zo bedoeld hoor. Merk maar al te vaak dat we in discussie zijn over je vraag en dan ineens met andere voorstellen komt. Dan weet ik het ook niet meer en haak af (wel als een van de laatste :D )

[fredjuh]

Ik heb in de betreffende draad gereageerd. Ik was eerst lekker lui omdat Frans en Nico al genoeg antwoorden gaven. Nu weer on topic. :)

Volgens mij komen die HV high/low side drivers in de problemen als de duty cycle bij 100% komt. Ik wil dus eigenlijk het hele PWM en gate driver gebeuren op de B+ laten zweven. Nadeel is wel dat de potmeter dan ook op die 500 Volt hangt maar dat kan wellicht met een level shift verholpen worden.

[cluseau]

Volgens mij komen die HV high/low side drivers in de problemen als de duty cycle bij 100% komt. Ik wil dus eigenlijk het hele PWM en gate driver gebeuren op de B+ laten zweven. Nadeel is wel dat de potmeter dan ook op die 500 Volt hangt maar dat kan wellicht met een level shift verholpen worden.

Dat is idd de bedoeling Fred, een heel regelcircuit in de plus lijn en dan de pre daar buiten houden. Nadeel van de pot is niet zo erg als je er een met een plastic as neemt. Ik ga later met die regeling experimenteren maar ben nu eerst met het eerste probleem bezig (dat zouden meer mensen moeten doen whahaha) want dat zit me nog niet lekker. Die biasspanning loopt naar mijn idee veel lager door dan nodig is. Er loopt op het eind bijna geen stroom meer door de buizen.

Bij de volgende g2 spanning is I-k:
200V - 12.6mA
180V - 10.8mA
160V - 9.5mA
140V - 8.1mA
120V - 6.9mA
100V - 5.6mA
80V - 4.5mA
60V - 3.5mA
40V - 3mA

Dit voelt niet goed en ga daar eens naar kijken.

[fredjuh]

Er loopt op het eind bijna geen stroom meer door de buizen.

Bij de volgende g2 spanning is I-k:
200V - 12.6mA
180V - 10.8mA
160V - 9.5mA
140V - 8.1mA
120V - 6.9mA
100V - 5.6mA
80V - 4.5mA
60V - 3.5mA
40V - 3mA

Jup, perfect, lijkt mij. Klinkt ook prima.

De verhouding tussen de G1 en G2 spanning is ongeveer gelijk aan de mu tussen die roosters. Die is vrij constant. Voor een EL34 is ie 11 geloof ik. Dus met het schalen van alle eindbuisspanningen blijft de werking nagenoeg hetzelfde. Tsja, de uitgangsimpedantie neemt wat toe (denk ik?) maar dat neem ik voor lief.

Voor scheuren op de slaapkamer heb je iets van 0,5 Watt nodig uit de eindtrap. 0,5 Watt uit een paartje EL34, die staan inderdaad bijna niets te doen.

[cluseau]

Jup, perfect, lijkt mij. Klinkt ook prima.

Ow wacht ff. maak een denk foutje. De bias is al minimaal dus kunnen we niet hoger. My bad, vergeet maar.

Lijkt idd beter de hele buis op een laag pitje te zetten en niet alleen g2. Dan krijg je namelijk het headroom gebrek aan de anode.

edit:

De voeding even omgebouwd naar het voorgaande idee. Dit werkt stukken beter maar zie toch nog asymetrische clipping.

edit2:

Ook voor de asymetrie is een oplossing, het opheffen van de ongelijke impedantie tgv de verknipte PI.
Zal zo de plaatjes posten.

[cluseau]

Voorlopig resultaat:

schema
https://www.amps-unlimited.nl/images/el34_push_pull auto bias rev4.gif


Output samples vanaf 300V en aflopend.

https://www.amps-unlimited.nl/images/el34_push_pull auto bias rev4-scope.gif

[fredjuh]

Ziet er netjes uit Frans!

Heb me de afgelopen dagen nog wat gebogen over de buck converter en de voorversterker.

Buck converter
Mijn eisen zijn: klein aantal onderdelen, stabiele ardbeidscyclus (= percentage van de tijd dat het signaal hoog is, en de schakelaar gesloten.), traploos instelbaar t/m 100% arbeidscyclus.

Met het oog op een laag aantal onderdelen hoopte ik een beetje op een IC waar je zo de voeding, potmeter en MOSFET op aan kunt sluiten. Dit heb ik niet kunnen vinden. Wel heb ik de LTC6992-1 gevonden. Dit IC loopt op 5 Volt en genereert een PWM signaal op een ingestelde frequentie. De arbeidscyclus is regelbaar met een analoge input 0-1 Volt. Dus dan heb ik nog een gate driver nodig en een 1 Volt referentie. Dit IC is helaas alleen SMD verkrijgbaar en ik wil eigenlijk alles op experimenteerplaat kunnen doen. Ik kan wel etsen hoor, maar dat is wel veel gedoe voor een one-off.

Ik heb een zaagtand generator met daarna een comparator overwogen maar ik zie niet hoe je met deze benadering een klein aantal onderdelen kunt verenigen met een zeer stabiele duty cycle.

Ik ben toen gaan kijken naar een manier om de goedkope UC3843N te gebruiken. Dit IC is een standaard bouwblok voor allerlei schakelende voedingen. Die gebruiken allemaal feedback. Toen kreeg ik ineens een eureka-moment: Ik wil NFB in de voeding vermijden, maar ik kan natuurlijk wel gewoon NFB toepassen in de controller! Daar wordt de duty cycle als het goed is veel stabieler van. Toen kwam ik erachter dat deze krengen niet boven de 96% arbeidscyclus uitkomen. Drommels, drommels, en nog eens drommels... Moet ik dan ook alles zelf doen? :seriousf: Het IC gaat ook niet geleidelijk van 5% naar 0% maar meer digitaal. Dat is niet zo erg, want 5% komt overeen met een voeding van 23 Volt. Ook niet zo gek, want bij 5% is de on-time nog maar 100 nanoseconden. Ik gebruik een LT1243 in de simulatie, dat is een doorontwikkeling van de UC3843N

Ik twijfel tussen zelf een zaagtandgenerator + comparator + NFB lus in elkaar knutselen of een schakelaar maken waarmee je de arbeidscyclus kunt vastzetten op 100%, dus een schakelaar die simpelweg de mosfet open zet. Misschien weten ze hier op circuitsonline meer van.

Voorversterker
De 12AX7 en de LND150 hebben elk zo hun eigen problemen en eigenaardigheden... Om met de LND150 scherpe oversturing te voorkomen probeer ik met DC gekoppelde kathodevolgers en diodes ervoor te zorgen dat er altijd een klein beetje stroom blijft lopen, zie mijn eerste schema. Waar ik nu tegenaan loop is dat de headroom voor AC kleiner is dan voor DC als dit circuit een tonestack aanstuurt. Logisch, is bij buizen ook zo, maar dat helpt wel de soft clipping om zeep. Bovendien zijn die mosfets nogal gevoelig voor temperatuursschommelingen, wat wederom de instelling en dus de headroom van het circuit om zeep helpt. Voor dit gedeelte ga ik dus toch maar een 12AX7 gebruiken.
Dan het V1 gedeelte. Ik wilde voor de eerste versterkingstrap een 12AX7 met aan de anode een CCS of gyrator gebruiken, dat schijnt goed te klinken en heeft een goede PSRR. Een CCS is lekker simpel maar is nogal afhankelijk van de componenten en de temperatuur. Het grote voordeel van een gyrator is dat je de verhouding tussen de anodespanning en de voedingsspanning voor DC kunt vastzetten zodat de versterkingstrap altijd goed staat ingesteld. Er zijn ook nog andere voordelen. Nadeel: meer onderdelen, iets duurder. Beide circuits hebben een versterking van 100 en een headroom aan de ingang van 0.5 Vrms. Waarschijnlijk zal ik beide helften van de 12AX7 parallel zetten voor minder ruis. Ik heb al voldoende versterking en als buffer is een 12AX7 vrij waardeloos.

De CCS probeert de stroom door de buis constant te houden waardoor de buis als het ware meer ademruimte heeft om te versterken, omdat de anodespanning kan variëren zonder dat de stroom meebeweegt. De gyrator maakt ook gebruik van dit principe, maar dit geldt alleen voor wisselstroom. Voor gelijkstroom staat de LND vast ingesteld op 225 Volt. Dit zorgt ervoor dat de buis altijd optimaal staat ingesteld.
https://i.imgur.com/21fXL9M.png

[cluseau]

:D En ik maar denken dat een gyrator alleen toegepast werd bij demente bejaiden :soinnocent:

Die gyrator gedraagt zich als een hele hoge wisselspannings weerstand als ik het zo bekijk. Als de anode zakt gaat de LDN uit geleiding dus krijgt de buis het makkelijker om de anode naar beneden te trekken. Omgekeerd, stijgt de anode dan werkt de LDN daarin mee omdat deze meer gaat geleiden. Leuk, nooit aan gedacht om zoiets te doen. Zo zie je maar.

De CCS in V1 is natuurlijk makkelijk en op meerdere manieren te maken. Schijnt goed te werken hoor.

De regeling voor de hoogspanning zou je eigenlijk helemaal in de B+ lijn moeten maken, zweven dus. Nadeel is de hoge spanning op de potmeter maar ook heb je een referentie naar de bias. De onderlinge spanningsverschillen in die schakeling zijn dus aanzienlijk wat eisen stelt aan de componenten. Nu zat ik er aan te denken om die hele regeling in de min leiding te maken. Je kan de eindbuizen gewoon liften want de g1's zijn toch capacitief. Dan vraag ik me af waaropm je de regeling 100% wil hebben, je komt op een bepaald moment waar hij niet meer bruikbaar is of begrijp ik jouw verkeerd?

Voorlopig kan ik ff niet spelen, werk gaat voor ;)

[fredjuh]

Klopt, de gyrator is een soort gesimuleerde spoel, maar dan zonder brom op te pikken en met veel lagere kosten. De voedingsspanning is een beperking van de gyrator die de spoel niet heeft.

Als je de regelaar in de min leiding zet krijg je toch de hele B+ rimpel tussen de voor- en eindversterker? Lijkt me ook niet optimaal qua aarding.

Zit nu met het volgende schema te vogelen:
Opamp de laan uit gestuurd, scheelt weer een voeding. De mosfet buffers zijn white followers. Die had ik nodig om voldoende stroom te kunnen leveren aan de basregeling met de knop op 0. Die 33k weerstanden bij de potmeters zijn zo gedimensioneerd, dat het midden ook echt het midden is. Wil eigenlijk V1 vervangen door een potloodbuisje of ook mosfet. Zo'n buis dicht bij de 230V ingang en de speakerjack zit me niet helemaal lekker namelijk. Een kleintje kan ik beter in het hoekje wegmoffelen.
https://i.imgur.com/NpRMODk.png

[fredjuh]

Zoiets moet het dan worden met die chopper. Ben nog op zoek naar een comparator en een 555 die weinig stroom verbruiken. Voor de regulator moet ik ook nog wat vinden. Er zijn niet zoveel regulator IC's die -500V kunnen hebben. De ontkoppel C's in het laagspanningsgedeelte heb ik voor de leesbaarheid weggelaten.
https://i.imgur.com/5vvBciT.png

[cluseau]

Zoiets moet het dan worden met die chopper. Ben nog op zoek naar een comparator en een 555 die weinig stroom verbruiken. Voor de regulator moet ik ook nog wat vinden. Er zijn niet zoveel regulator IC's die -500V kunnen hebben. De ontkoppel C's in het laagspanningsgedeelte heb ik voor de leesbaarheid weggelaten.


Als ik het zo zie zet je de min van de linkerkant op een hoog niveau, ik neem aan rond de gatespanning van de P-FET


Wil wel ff met je meedenken maar heb dan nog wat gegevens nodig zoals gebruikte componenten. Mooiste is als je mij ff die .asc file in mijn mailbox dumpt, de modellen vind ik wel. Zo zie ik ook dat je bij het output trapje geen rekening houdt met een bias instelling. Het schakelgedrag zal wel niet echt beïnvloed worden maar mogelijk toch een knikje bij de doorgang. Wil wel eens zien of er ruimte is voor verbetering of misschien is dat wel helemaal niet nodig ;)

edit:
Owja, die regulator. Had je op die plaats een neg regelaar bedacht? Een LM79xx ofzo? Hoe groot is de spanning over de regelaar? Groot iig he. Zal wel neerkomen op discrete componenten want ik ken geen regelaars met deze specs. Hoe het ook uitpakt, die schakeling gaat wel wat verstoken :eek:. Ik heb daar al een ander idee over, denkend vanuit de pluslijn. Zou ik ff moeten freubelen met de .asc

[fredjuh]

Jup, de voeding van de controller moet ongeveer tweemaal de drempelspanning van de gate zijn. Ongeveer 9 Volt dus. Voor die spanningsregelaar zat ik eraan te denken om Pmos of PNP torren te stapelen. Daarna kun je om de zaak op te schonen altijd nog een LM79xx erbij zetten.
https://i.imgur.com/xO1pgGB.png
Die gate driver met twee complementaire torren doet het prima, komt zo uit het boekje bij wijze van spreken. Ik zal het schema waar ik mee simuleer mailen.

[fredjuh]

Heb een beetje zitten rondneuzen voor componenten. De 555 wordt een cmos TLC555, de comparator wordt een TLC372 met een 10k pull-up, de gate driver wordt een paartje BC516/BC517 darlington met 22 ohm emitterweerstanden. Daarmee zal het geheel niet zoveel stroom verbruiken. Ben nog wel op zoek naar een elegante oplossing voor de voeding...

[cluseau]

Heb een beetje zitten rondneuzen voor componenten. De 555 wordt een cmos TLC555, de comparator wordt een TLC372 met een 10k pull-up, de gate driver wordt een paartje BC516/BC517 darlington met 22 ohm emitterweerstanden. Daarmee zal het geheel niet zoveel stroom verbruiken. Ben nog wel op zoek naar een elegante oplossing voor de voeding...

Heb waarschijnlijk wel een eenvoudige truc die ook nog eens goed werkt. Ben het nog een beetje aan t verfijnen maar moet ook ff werken he!

I'll be back :hide:

[fredjuh]

Spannend hoor! Laat je niet teveel afleiden hoor, ik heb alle tijd. :) (En ik mag ook best gewoon zelf nadenken.)

Ik zat erover te denken om de hele converter in zo'n kastje te proppen en dat kastje op de achterkant van de amp schroeven. Om de EMI buiten de deur te houden. Is het ook nuttig om de 500 Volt leiding te ontkoppelen met een LC filter om het uitzenden van rommel in de amp te voorkomen of is dat te voorkomen met een goede layout? Het chassis is 20 x 10 x 5 cm, echt heel klein. Dat aluminium bakje op de foto is 50 x 50 x 31 mm buitenmaat met deksel. Zit er nog aan te denken om deze hele kwestie van de converter ook op circuitsonline te zetten maar ik word hier al super op weg geholpen! :)
https://www.hammfg.com/files/_cache/square_200/files/products/1590/1590lbib.jpg

[cluseau]

Ik zat erover te denken om de hele converter in zo'n kastje te proppen

Het idee is natuurlijk leuk maar als je al interferentie hebt is het hoog, waarschijnlijk zijn ook de harmonischen nog boven de gehoorgrens. Dan lijkt het me dat er weinig straling van af zal komen bij compacte bouw. Draadjes kort houden etc. Je kent dat vast wel. Mocht er iets in de af/aanvoer draden worden opgepikt werkt een klein spoeltje daarin heel verzachtend. Ook hier weer een gevalletje praktijk ;)

[fredjuh]

Die praktijkervaring mis ik nog wel op sommige punten. :soinnocent:
Ik ben gewoon als de dood dat ik er veel moeite in stop en het niet mooi muisstil is. Of dat het toch interfereert met de overdrive. Zeker in zo'n kleine behuizing is het lastig om het "effe anders te doen" na een gefaalde poging. Maar op zich, het verschijnsel van "ghost notes" komt door 100 Hz (en harmonischen) modulatie, en niet van 70 kHz + harmonischen.

[cluseau]

Die praktijkervaring mis ik nog wel op sommige punten. :soinnocent:


Ach, ga zo door en die praktijk komt vanzelf. Door op je bek te gaan doe je ervaring op dus ben er ook maar gelijk mee begonnen. Toen ik 12 was (1e klas LTS) had ik mijn eerste buizenampje gemaakt met twee ECC83 en een EL84. Ik had van oma een pickup gekregen zonder versterker en dan moet je wel. Binnen no time had ik een LP van CCR op de draaitafel liggen tot ergernis van de omgeving. De amp is later gesloopt voor onderdelen maar de galmveer gebruik ik vandaag de dag nog steeds.

[fredjuh]

Leuk om te horen! Doet me denken aan mijn begintijd :) Ben ooit begonnen met van die Velleman kitjes. Een flip-flop knipperledje, een lichtorgel, een IR lichtsluis en een pong spelletje voor op tv. Dat spelletje was echt goud. Ik denk dat ik 10 jaar oud was toen?
Paar jaar later, op mijn 14e een Hammond L100 2xEL84 eindtrap gekocht voor 40 euro, toen begon het gedonder pas echt. :blast::hide: De trafo's daarvan gebruik ik nog altijd wekelijks. Die dingen hebben nu in 5 verschillende circuits gezeten, haha.

[cluseau]

Hahaha, en ik maar denken dat ik de enige was met een soldeerbout in zijn pamper.

[cluseau]

Ben ooit begonnen met van die Velleman kitjes.

Dan heb je het makkelijk gehad hoor, altijd de juiste onderdelen, voorgekauwde printjes, nieuwe onderdelen met lange draadjes etc. Ik ben een paar jaartjes ouder http://basgitaarforum.nl/images/smilies/icon__oude_zak.gif en moest het doen met wat ik langs de straat vond. Dapper sleepte ik oude radio's of grote tv's mee naar huis waar zorgvuldig de onderdelen uit werden geknipt. Daar maakte ik mijn experimenten mee. Zo was ik eens met een tv chassis bezig en zat geboeid vonken te trekken van de 18kV. Mijn vader die toevallig mijn kamer in kwam schrok zich wezenloos maar voor mij was het gewoon een speeltje. Gek eigenlijk dat het nooit fout is afgelopen.

[fredjuh]

Heb waarschijnlijk wel een eenvoudige truc die ook nog eens goed werkt. Ben het nog een beetje aan t verfijnen maar moet ook ff werken he!

I'll be back :hide:

Zou je al een tipje van de sluier kunnen oplichten? :soinnocent:

[cluseau]

Werk er af en toe aan maar is nog niet naar mijn zin. Met name modellen voor torren van 500v kan ik niet vinden. Oud maar mooi ding is de BD410. Dit is een tor voor video frequenties tot 500v Vce. Zal straks ff een tipje plaatsen, voeding heb ik wel goed werkend.

[cluseau]

tipje van de sluier ....

https://www.amps-unlimited.nl/images/VVR pwm Pmos-rev2.gif


Het deel in rood is mijn visie op de 12V voeding die uit de 500V gepikt wordt. Het probleem met de eerste schakeling was dat het laagspannings deel ruim 400mA trok. Om bij deze stroom 480V weg te werken is niet te doen omdat er een slordige 200Watt verlies uit zal volgen. Een andere aanpak van de sturing was dus nodig om het verlies terug te brengen.

De stroom welke de laagspanning moet leveren is gereduceerd van 440mA naar ongeveer 12mA (piek). Dit maakt de 12V voeding een stuk eenvoudiger, zie het resultaat in rood.

Dan de aanpassing van de sturing (in blauw). Je ziet daar nogal wat aanpassingen. Ik wilde een zo netjes mogelijk stuursignaal op de gate en dat was niet simpel. De gate capaciteit vraagt nogal wat van de drivertrap en ook om hier stroom voor de 12V te besparen heb ik gekozen om die energie uit de hoogspanning te pakken. Ook heb ik de frequentie teruggebracht naar 32kHz omdat mijn simulator op zijn bek gaat en ik nog niet goed de trucjes ken om hem te misleiden.

Owja, het integreren gaat nu ook als een speer. Van 10mS naar 2mS :rockon:

edit:
Ik heb jouw ontwerp alleen maar willen aanpassen maar zie toch een aantal zaken die niet lekker werken. Zo speelt de gate capaciteit op deze hogere frequenties een flinke rol in de flanksteilheid. Spice gaat daardoor regelmatig op zijn bek en de simulatietijden nemen daarmee toe.

Conclusie, ik ga het over een heel andere boeg gooien en de regeling van 12V onder de hoosspanningsrail laten vervallen. Door de 12V regeling te ontzien moet nu de hoogspanning aanzienlijke stromen leveren en ook al heb je die over, het is niet de steil. Over op een ander ontwerp dus.

[fredjuh]

Je brengt me op ideeën:
https://image.ibb.co/gmi4hx/pwm_voeding.png

Het is weer een NFB regelaar met demping. Op de TU wordt er nogal gehamerd op NFB en demping, terecht imho. D1 is de 12V referentie, en D2 is beveiliging voor het torretje. Het circuit presteert super in de simulatie.

Wat betreft die gate-sturing, de gate gedraagt zich als een cap van enkele nF dus ja, als je de pmos snel open en dicht wilt gooien zit je vast aan hoge piekstromen. Ik denk dat als je deze stromen ontkoppelt er geen probleem is. De push pull driver met die 2 torren verbruikt bij mij 7 mA bij 70 kHz, valt wel mee. Tuurlijk, de piekstroom is 500 mA maar die kun je ontkoppelen.

Als je de gate langzamer open en dicht gooit wordt de driver niet echt veel zuiniger, en de pmos gaat veel warmte verstoken, geen goed idee denk ik. Frequentie omlaag wordt ie wel wat zuiniger van inderdaad. Ik moet wel zeggen dat jouw idee om de pmos langzaam open te zetten en snel dicht te gooien ook wel aantrekkelijk is, ik heb dat vaker gezien. Echter werkt dat alleen echt goed als de stroom door de spoel elke cyclus (bijna) naar nul gaat. Anders stook je de pmos op bij het openen.

De pmos verstookt bij mij 2,5 Watt bij 200 mA door de load. Dat wijst erop dat ie snel dicht gaat. De vermogenspiek duurt 300 ns.

[cluseau]

Je brengt me op ideeën:

Kan ook natuurlijk maar zo zijn we weer terug bij de oorspronkelijke bezwaren,
1 veel energieverlies in de vorm van warmte die ook nog eens een probleem is om af te voeren.
2 Op deze manier ga je weer in de min lijn regelen en dat is toch ook niet handig. In mijn laatste test is de spanning redelijk regelbaar van 0 tot 470V.

Maar ik heb dit principe alweer gedag gezegd. Ben nu met iets bezig wat veel eenvoudiger is, probleemloos moet werken en gewoon als een voeding van 0 tot bijna max werkt. Voorgaande schakeling deed dat ook al maar naar mijn mening met teveel energieverlies en te omslachtig. Ik zoek naar iets wat meer universeel inzetbaar is voor de nabouwers onder ons.

[fredjuh]

Dit bedoelde ik:
https://preview.ibb.co/nFK0pc/pwm_2.png (https://ibb.co/ma0Uhx)
image hosting (https://nl.imgbb.com/)

Maar ik zoek eigenlijk nog steeds naar een manier om het met een nmos te doen. Moet je een galvanisch gescheiden gate driver hebben die je aan de source refereert. Maar dan krijg je dus problemen als je naar 100% duty cycle gaat, en dat vind ik toch wel jammer. Het moet toch vast wel kunnen zonder al teveel zwarte magie en dure onderdelen?

edit: pff had ff ruzie met de image host hoor

[cluseau]

Dit bedoelde ik:

Ah op die fiets. Snap nu je bedoeling.


Inmiddels heb ik ook weer even zitten broeden hoe het roer om te gooien. Mijn idee is namelijk om een hoogfrequent generator met pulsbreedte regeling te maken op groundlevel met daaraan direct gekoppeld het hoogspanningsdeel. Zie plaatje onder.

https://www.amps-unlimited.nl/images/PWM-0-500V-FCT-rev2.gif



Op zich werkt het maar de potmeter lijkt me erg kritisch. Misschien iets voor een tienslags pot ;) Moet ook nog een paar juiste torren zoeken maar ga nu naar mijn mandje.

[fredjuh]

Dit werkt goed tegen de stroompieken. Zowel de pull-up als de pull-down hebben nu een impedantie van 10k wat de stroompiek uit de tor drastisch vermindert. Maximale stroom wordt hFE x 12V / 10kOhm. Het feit dat de hFE inkakt bij hoge stroom is extra handig.
https://image.ibb.co/e7DSkH/anti_stroompieken.png

edit: Je was me voor, was nog deze post aan het bewerken.

Het stuursignaal gewoon van 0 tot B+ laten lopen is ook een prima oplossing inderdaad. Zou wel D6 en D7 weglaten, dan heb je minder kans dat Q3 en Q4 tegelijk aanstaan en de hele zaak doorklapt. Het moet geen klasse AB versterker zijn, gewoon een lompe schakelaar. :) Ik zit ff te denken hoe je dit het mooist met nmos maakt, dan kun je makkelijk tot 1000 Volt en honderden Watts.

[fredjuh]

Ik denk eigenlijk dat het ontwerp nu wel af is en dat ik binnenkort de onderdelen kan gaan bestellen. Een nmos voor deze toepassing is gewoon echt niet handig omdat de gate driver buiten de B+ moet kunnen komen. En die duty cycle naar 100% kunnen laten gaan vind ik wel belangrijk, want je wilt hem ook gewoon helemaal open kunnen zetten. Zal binnenkort voor het publiek het schema posten van het uiteindelijke ontwerp. Alle problemen zijn nu prima opgelost. Duty loopt mooi van 0 tot 1, stroompieken zijn beperkt en ontkoppeld, en de voeding van de regelaar is ook prima, met zo'n 5 Watt aan warmteverlies.

[cluseau]

Nou, ik ben nog niet echt tevreden hoor maar het is jouw ontwerp en het staat je vrij om te maken wat je wil. De volle B+ ga je nooit halen zolang die stopper van 22 er inzit. Zeker als je wat stroom gaat trekken berlies ik daar veel volten. Ben de regeling nu aan het aanpassen maar moet ook een keer eten hoor. Houtkacheltje net aangemaakt dus kruikp weer achter de pc. Net zolang tot het naar me zin is. Moet een universeel blokje worden.

Over blokje gesproken. Jij had de angst voor straling al uitgesproken en idd, we staan hier 500V @ 50kHz op te wekken. Waarschijnlijk is het noodzakelijk om hem helemaal in te blikken. Draadje naar buiten via spoeltje enzo.

[fredjuh]

Hoezo ga je de volle B+ nooit halen met een 22 Ohm stopper? Zodra de gate open staat trekt ie geen stroom meer, is puur capacitief. [edit: Oh, je bedoelt de stopper vlak voor de uitgang? Ik dacht dat je de gatestoppers bedoelde. Ja daar verlies je wel een paar volt over. Al vraag ik me af of die stoppers wel nodig zijn. Net als de gatestoppers.]

De hele mikmak gaat in een alu Hammond kastje. Blokgolf 70 kHz 500V is niet niks.

Met houtkachel bedoel je een labvoeding met EL509 regelaar? :chicken: Lekker warm bij je voeten.

https://preview.ibb.co/jCYh4c/pwm3.png (https://ibb.co/nQSmVH)

[cluseau]

Met houtkachel bedoel je een labvoeding met EL509 regelaar? :chicken: Lekker warm bij je voeten.

Haha nee hoor, echte blokken, echt feux.

Maar ff over die stopper, hij ging echt wel oscilleren zonder die 22 ohm. Ben nu met een feedback bezig en heb de hele zaal werkend maar ook hier kom ik maar tot 480. Mooie is wel dat als de voeding zakt of stijgt de feedback dit gelijk corrigeerd dus stabiele uitgang zonder slingeren. Maar tis weer tijd voor mijn mandje, morgen meer . . . . .

[fredjuh]

Gesloten lus vs. open lus, interessante ontwerpafweging. :) Volgens het boekje is gesloten lus natuurlijk veel beter, dan kun je bovendien van talloze converter IC's gebruik maken.

Maar ja, dit is geen labvoeding maar een gitaarversterker. Anders was de keuze voor gesloten lus imo een no-brainer geweest.

Ik zit nog even te denken, aan het eind van de rit gaat het er natuurlijk om dat je kunt schakelen tussen clean en overdrive bij een instelbaar volume, dat is het hele punt van de VVR. Dus je zou het prima kunnen inrichten als een schakeloptie tussen 0 - 80% en 100%. Als het ware een clean kanaal en een overdrive kanaal. Dan heb je geen last meer van het feit dat de meeste buck circuits niet boven de 80% kunnen komen, omdat je gewoon met een schakelaar de mosfet kunt bypassen.

Had dit 3 weken terug ook voorzichtig geopperd maar realiseerde me toen minder hoeveel makkelijker het dan wordt.

Deze variant zou dan opgebouwd kunnen worden met:
IR2184 gate driver
STP4NK60ZF nmos
LR8N3 12V voeding regelaar

Zit nog ff te kijken naar een pwm regelaar die weinig stroom verbruikt.