Ruststroom instelling mosfet versterker werkt niet correct

Heb je de MOSFET's wel goed gepaard, schakel MOSFET's die niet goed gepaard zijn geven gegarandeerd problemen in lineaire push-pull toepassingen.

Hoi Xenobinol,

sorry vergeten te vermelden ja de mosfets zijn nauwkeurig gematched. Wel moet ik er misschien nog bij vermelden dat ik het ruststroom instellen gedaan heb met de versterker uitgang "open" zonder speaker of dummy aangesloten.

Maar goed blijft nog vreemd dat de ruststroom dan langzaam blijft oplopen.

Over de 0.33 ohm weerstand (R32) stel ik bijvoorbeeld 25mV in met de potmeter en na een half uur meet ik dan 38Mv

De mosfet zou volgens de beschrijving naarmate de versterker warm word, de ruststroom juist omlaag moeten regelen.

Meet koud en warm eens de spanning op de uitgang van IC1 (LM317)t.o.v. de collector spanning t.o.v. de -70V van Q15 (BC546B).

Spanning op de gates meten in warme en koude toestand.

De bias hangt rechtstreeks af van de spanning tussen de gates van de P- en N-channel MOSjes, dus check alles wat daar tussen zit.
Q13, Q12, en de clamp zeners van 9.1V.
Elco E6 van 10 uF ook goed?
LM317 gekoeld, wordt niet warm?

Overigens loopt er in de eerste situatie 11 mA per MOS, in de tweede 17 mA.
Dat is resp. 0.77W en 1.19W per device.
Valt nog wel binnen een veilige marge, maar het gedrag is inderdaad wel vreemd voor een MOSFET ja.

Heb net nog eens gemeten, gek m'n min draad van m'n multimeter is aangesloten op de uitgang van de versterker.

Ik heb 2x IRFP260 per kant, op de eerste "emitter" weerstand meet ik met de + draad na ongeveer een kwartier 26.7mV op de tweede 27.3mV op de derde 29.1mV en op de vierde 26.8mV

Deze waardes blijven langzaam oplopen naarmate de versterker warmer word (ik durf niet te gaan wachten wat er gebeurd als ik de versterker nog langer aan laat staan)

Dit dus omdat ik las dat de q12 mosfet die thermisch gekoppeld is op een powermosfet er voor zou moeten zorgen dat de ruststroom omlaag geregeld word als de temperatuur oploopt.

KT88, de elko van 10uF is goed de lm317 is niet gekoeld want word helemaal niet warm. De 2SC3298 word wel redelijk warm (te warm om geen koelvinnetje te gebruiken) dus die heb ik wel gekoeld.

Ik heb nu iets vreemds ontdekt tijdens de metingen van boven. Ik heb de min draad van m'n multimeter aangesloten op de 0 van de voedingspanning van de versterker.

Daarna op het punt gemeten waar de 470 ohm gate weerstanden samenkomen.

op de kant van Q10 en Q8 meet ik dan 3.5 Volt maar op de kant van Q9 en Q7 meet ik -62.3volt

Of meet ik nu verkeerd?

Op 18 februari 2007 14:36:13 schreef KT88:

Overigens loopt er in de eerste situatie 11 mA per MOS, in de tweede 17 mA.
Dat is resp. 0.77W en 1.19W per device.
Valt nog wel binnen een veilige marge, maar het gedrag is inderdaad wel vreemd voor een MOSFET ja.

Euhm, 75mA en 115mA geeft een dissipatie van 5,25W en 8,05W per device, dat wordt dus best warm.

Kan wel kloppen, je meet de onderste t.o.v. de min voeding, de clamp zener aan de gates zit daar ook aan vast.

Op 18 februari 2007 19:54:48 schreef Xenobinol:

Euhm, 75mA en 115mA geeft een dissipatie van 5,25W en 8,05W per device, dat wordt dus best warm.

Hmm.....ik had 0.22 ohm genomen.
Bij 0.33 ohm meet Hielke resp 25 en 38 mV.
Dat geeft inderdaad 76 mA en 115 mA.

Netjes gebouwd Hielke!
Alleen zit de versterker niet te oscilleren?
Ik zou de (emitter)weerstanden vervangen door inductie-arme types.
De draadgewonden types die je nu gebruikt kunnen wel eens problemen opleveren, oscillatie dus.

Groet Theo

Dank je Mxtheo, ik heb geen idee of de versterker oscileert. Ik heb hier wel een scoop staan en zou het een en ander kunnen bekijken.

Is het inductie effect van deze weerstanden niet te verwaarlozen bij een waarde van 0.33 ohm, of denk je dat dit soort weerstanden vragen om problemen?

Ik heb wel inductie arme types liggen die ik op andere printen heb gemonteerd die ook al bijna helemaal opgebouwd zijn. Ik zal eventuele verdere testen dan denk ik maar met deze printen doen.

Wat ik wel weet is als de potmeter op 0 ohm ingesteld is de versterker al best aardig klinkt en zonder insturing niet warm word, als hij zou oscileren zou hij dan ook niet warm worden?

rest nog steeds waarom de mosfet q12 bij warm worden de ruststroom niet naar beneden regelt zoals Holton aangeeft hoe het zou moeten werken.

Ik ben wel bekend met de lm317, maar begrijp de werking van de schakeling omternt de spanningsregelaar en terugkoppeling met de mosfet niet helemaal.

Misschien zou ik dit schakelingetje los kunnen opbouwen en wat mee experimenteren?

ok ik heb opnieuw een meting gedaan op de 470 ohm gate weerstanden. Als de versterker koud is heb ik de ruststroom ingesteld op 35mV gemeten over source weerstand R32 van 0.33 Ohm (maakt dus 0.035/0.33=106mA door de mosfet Q10)

op de gate weerstanden van Q10 en Q8 meet ik dan 4.26v en op de gate weerstanden van Q9 en Q7 respectievelijk 4.24v

na ongeveer een kwartier is de spanning over R32 echter niet gezakt maar juist gestegen naar 40mV, het koelblok blijft aan te raken warm maar niet te heet.

opnieuw heb ik de spanningen op de gate weerstanden gemeten deze is nu op de gate weerstanden van Q10 en Q8 4.19v en op de gate weerstanden van Q9 en Q7 respectievelijk 4.16v, spanningen zijn dus enigszins in elkaar gezakt.

De LM317 blijft lauw en word niet warmer dan 30 graden.
De 2sc3298 word wel redelijk warm maar is nog aan te raken, ik heb deze dan ook voorzien van een koelvinnetje omdat ik gezien het schema al verwachte dat deze warm zou worden.

Maar ja wat word m'n volgende stap?
Ik hoop dat een van jullie me verder kan helpen, en ben bereid hier een kleine vergoeding tegenover te stellen.

zo net opnieuw een meting gedaan direct aan de uitgang van de lm317. In koude toestand als de versterker net aan staat meet ik een redelijk stabiele 8.48 volt.

Nadat de versterker on geveer 12 minuten aan staat weer gemeten, nu meet ik (digitale multimeter) een zeg maar om de halve seconde varierende spanning die schommelt tussen de 8.23 - 8.34 volt.

Deze en de vorige metingen gedaan zonder speaker of dummy aan de uitgang.

Zeggen de laatste metingen nu iets raars KT88?

Zou het kunnen dat zoals Xenobinol al aangaf de versterker oscileert en zo ja hoe kom ik hier achter d.m.v. meten?

Versterker staat te "motorboaten" ofwel laagfrequent te zwabberen.

oorzaak is koeilijk, meestal een voedingskwestie.
Ontkoppeling van drivertrappen en eindtrapvoeding eens nazien.
Heb je een scoop?

Ook de MOS die mee moet lopen met de eindtorren eens bovenop een U-profieltje zetten, met dat profieltje weer de eindtorren vastzetten op het koellichaam.
Geeft een betere thermische koppeling.

Ik ben in het bezit van een scoop, maar het is een vrij gecompliceerde dubbelkanaals buizen exemplaar met veel toeters en bellen (moet weer even een half uurtje m'n hersens breken om hem test klaar te zetten )

Dat laagfrequent zwabberen zoals je dat noemt, kan het zijn dat dat pas ontstaat als er geen speaker aan de uitgang is aangesloten?

Ik zeg dit omdat ik de versterker aangesloten heb gehad op een speakerbox, zelfs met m'n oor op de speaker is hij dan absoluut stil geen waarneembare ruis of brom.

Ook meen ik me te herinneren dat iemand een of andere vervorming met een term die voor mij onbekend is beschreef over deze versterker als er geen speaker aan de uitgang hangt.

Ik zal dit weekend eens de versterker aan de speaker hangen en daarover de scoop, wat zou ik in rusttoestand dan moeten meten?

Op 21 februari 2007 21:41:49 schreef Hielke:

Dat laagfrequent zwabberen zoals je dat noemt, kan het zijn dat dat pas ontstaat als er geen speaker aan de uitgang is aangesloten?

Mogelijk. Neem eens een dikke 4 tot 8 ohm weerstand en sluit die aan als "dummyload" op de uitgang.
Kijk dan og het verschijnsel zich nog steeds voordoet.

Ik zeg dit omdat ik de versterker aangesloten heb gehad op een speakerbox, zelfs met m'n oor op de speaker is hij dan absoluut stil geen waarneembare ruis of brom.

Ging de (bas)speaker ook niet "zuchten", dus heel rustig heen en weer?

Ook meen ik me te herinneren dat iemand een of andere vervorming met een term die voor mij onbekend is beschreef over deze versterker als er geen speaker aan de uitgang hangt.

Kan me hier niets bij voorstellen, sorry.
Versterkers horen zich rustig te gedragen met of zonder belasting.
Doen ze dat niet, is het een slecht ontwerp of is ze fout gebouwd.

Ik zal dit weekend eens de versterker aan de speaker hangen en daarover de scoop, wat zou ik in rusttoestand dan moeten meten?

Op de uitgang, zonder uitsturing: niets. Geen variatie in spanning.
Over de sourceweerstanden: alleen de biasspanning tgv. de biasstroom, dus een rustige DC lijn.

Ik zie trouwens nu pas dat er geen Zobel netwerkje in de uitgang zit, zet dit er even in.
10 ohm/1 watt metaalfilm (niet draadgewonden! )in serie met 100 nF/250V, dit geheel tussen uitgang en ground.
Ook kun je experimenteren met een klein C-tje over R24 van de tegenkoppeling, nu wordt de HF-dominante pool gevormd door de gate/source capaciteit wat op zijn minst een onstabiel punt is.

KT88, Mxtheo en Xenobinol, allereerst nog bedankt voor jullie reacties.

Dit weekend heb ik allereerst voor de zekerheid gecontroleerd of ik zelf misschien niet een fout in mijn layout heb gemaakt. Na drie keer gecontroleerd te hebben kan ik niet anders concluderen dat alles klopt volgens schema:

http://www.enisadesign.nl/n-channel-amp.pdf

In mijn schemacollectie heb ik echter ook het volgende schema:

http://www.enisadesign.nl/n-channelamp2.pdf

Bijna exact hetzelfde schema echter staan hier 2 extra ontkoppel c'tjes bij de drivertrapjes.

zoals KT88 al aangaf (Ontkoppeling van drivertrappen en eindtrapvoeding eens nazien)

Ik heb deze op alle versterkerprinten geplaatst.
Ik wilde de versterkerprinten weer terug in de kast plaatsen en opnieuw metingen gaan verrichten.

Ware het niet dat ik mijn probleem ook op een buitenlands forum had gesteld en ik daar buiten de tips die ik hier gekregen heb ook de volgende reacties kreeg:

1)The IRF260N while a good transistor is not really suitable for this amplifier.
The driver cct will have a hard time driving the gate C.
Anyway to help stablize the bias better with these devices.
You will need to change the source resistors to a higher level try 0.47 Ohms first and test how stable it is.
if not then increase them to 0.56 ohms.
also on the bottom bank move the resistor into the source leg on each mosfet.

Wat zou hij bedoelen met de laatste zin, klopt het schema niet? Hij zegt hier ook dat de IRFP260N(4057pF)een hoge ingangscapaciteit t.o.v. de IRFP240(1275pF) heeft, maar in het 2e schema staan er 5x IRFP240 per kant parralel (dus 5x 1275pF=6375pF toch?) zou dit zoveel uitmaken tegen 2x IRFP260N (2x4075pF) per kant?

In het schema geeft Anthony aan dat hij mosfets heeft toegepast met ingangscapaciteit van 4000pF zonder problemen (vandaar dat ik nu met een berg IRFP250A en IRFP260N zit)

2)
Just as an aside, I have used both IRFP460 and IRFP260 output devices in the erstwhile N-channel amps of Anthony Holton with very good results.

While I used a small circuit from the upper rail to raise the gate voltage of the lower bank of output Mosfets which prevents cross-conduction, the IRFP260 with their larger capacitance sound great in the bass frequencies.

O ja KT88 nog een vraagje over het Zobel netwerkje wat je aangaf (10 ohm/1 watt metaalfilm (niet draadgewonden! )in serie met 100 nF/250V) is een 1 Watt weerstand voldoende als de versterker rond de 400 Watt sinus leverd?

Ik heb nu ook een losse print opgebouwd omdat ik hier dadelijk makkelijker aan kan meten met 4x IRFP250A (2850pF)

Ik ben benieuwd of deze wel stabiel zal zijn, word vervolgd...

Op 25 februari 2007 14:53:58 schreef Hielke:
"also on the bottom bank move the resistor into the source leg on each mosfet."

Wat zou hij bedoelen met de laatste zin, klopt het schema niet?

De weerstanden verplaatsen naar de source aansluitingen ipv. de drain aansluitingen, dus onderin ipv. bovenin.
Wat de zin daarvan is ontgaat me op het moment, maar wellicht doet het de stabiliteit goed.
De inwendige weerstand van de versterkeruitgang zal wat verlaagd worden, de driver zal nu meer porrie moeten kunnen geven.

Hij zegt hier ook dat de IRFP260N(4057pF)een hoge ingangscapaciteit t.o.v. de IRFP240(1275pF) heeft, maar in het 2e schema staan er 5x IRFP240 per kant parralel (dus 5x 1275pF=6375pF toch?) zou dit zoveel uitmaken tegen 2x IRFP260N (2x4075pF) per kant?

Als de driver maar genoeg stroom kan sinken en sourcen gaat dat wel goed, zeker als je minder dan het aangegeven aantal MOSFETs gebruikt.
Maar zoals ik al zei, wordt de dominante pole nu gevormd door de gate/source capaciteit, die nogal fors is.
Een reden temeer om symmetrische uitgangstrappen te maken, al dan niet als sourcevolger.

O ja KT88 nog een vraagje over het Zobel netwerkje wat je aangaf (10 ohm/1 watt metaalfilm (niet draadgewonden! )in serie met 100 nF/250V) is een 1 Watt weerstand voldoende als de versterker rond de 400 Watt sinus leverd?

Geen probleem, ik gebruik dezelfde netwerkjes in 1000 watters.
Het geeft de versterker een belasting in de hoge frequenties, waar de tegenkoppeling baat bij heeft.