Bifilarne zavojnice s zračnom jezgrom za D-class pojačala

[aparatusonitus]

Ola bojs & dols,

Kako sam bio u prigodi nabaviti neke vrlo zanimljive mnogonožne chipove koji rade u D-klasi (znam, znam,...teška hereza, ali nisam mogao odoliti), malo sam istraživao oko osnova rada pojačala u D-klasi. Kako je sam chip, više manje zadana veličina, oko toga se ne mislim, barem za sada zamarati...ono što me zanima je L (induktivitet) u izlaznom filteru.

Da se zaključiti da je najlinearniji L napravljen kao air-core, međutim, odmah dolaze i problemi s takvim odabirom L. Air-core L emitiraju toliko EMI u okolinu da bi najvjerojatnije rus u svemirskoj stanici Mir izgubio vezu s majkom Zemljom. Ovisno o samoj izvedbi takve zavojnice i snage koju je D-klasa u stanju isporučiti, uvelike se i griju, tako da bi onaj rus gore vjerojatno prestao piti votku, misleći bidan da se od nje znoji. Same fizičke dimenzije su uvijek pozamašne, pa se i u toj domeni javljaju poteškoće, a tu je i faktor €, koji nije baš zanemariv, ali za ovaj slučaj nebitan.

Kako mislim invertirane i neinvertirane izlaze jednog chipa spojiti u H-bridge, to bi valjda trebalo značiti i da bi moja zračna zavojnica trebala biti bifilarno motana. E sad me zanima da li postoji način spajanja takve bifilarno motane zavojnice u H-bridgeu, a da se EMI zračenje, ako je ikako moguće koliko-toliko poništi? A ako to nije moguće s bifilarno motanom zavojnicom, da li je to moguće postići s dvije identične, posložene jedna na drugu i nekako povezane s +/- izlazima ampa, odnosno zvučnika?

Blok shema ampa:

[sstrsat]

Ajde ajde, ni to bas takva EMI emisija da bi tribalo oko toga se nervirat. Ako te to bas toliko brine, obuci amp va metalnu mrezu i nece gotovo nista ic vanka a ono ca izadje mores slobodno zanemarit.

Bifilarne zavojnice ovdi zaboravi, takvo motanje automatski dovodi do medjusobnih uticaja zavojnica (medjusobni induktivitet, parazitni kapaciteti) i to naravno bitno minja optimizaciju filtera.
Mada o pravoj optimizaciji filtera kod audio ampa u D klasi zapravo uopce ne mozemo govorit jer tu ni izdaleka nimamo cista omsko opterecenja terminacije (po cemu se filteri optimiziraju). Ovdi je sa jedne strane komutacioni izlazni stupanj koji ima vrlo mali izlazni otpor (mada i taj moze postat jako velik ako je chip tako napravljen da ga komutacija skroz gasi) a sa druge strane je zvucnik koji nima puno veze sa cistim omskim teretom. Tako da se tu "konvencionalno" uzima da je zakljucni otpor filtera 4 ili 8 oma mada je to ustvari jako daleko od istine.
A vec tu vrlo slabu "optimizaciju" ne triba dalje kvarit stvarima ka ca su bifilarne zavojnice koje unose jos varijabli u kalkulaciju filtera. Zavojnice tu tribaju bit dovoljno jedna od druge da se izbignu medjusobni uticaji a pozeljno ih je tako okrenut da ono ca iz njih gre u prostor buce u protufazi. Kako se ovdi izlazi ampa protufazni onda to znaci isti smjer motanja zavojnica i njihova ista prostorna orijentacija.

[aparatusonitus]

Koliko sam ja uspio upratiti u ovo malo vremena, EMI emisija sa zračnih zavojnica JE nešto oko čega treba voditi računa, ne samog ampa u D-klasi, ako si me krivo razumija. Dakle, oklapanjem zavojnica bi se mnogo toga rješilo, ali kako ih oklopiti (svaku posebno ili obje zajedno), s kojim materijalom ih oklopiti a da se mogu hladiti i kako ih uopće postaviti, jednu na drugu, jednu pokraj druge, jednu okomiti na drugu?

[sstrsat]

Koliko sam ja uspio upratiti u ovo malo vremena, EMI emisija sa zračnih zavojnica JE nešto oko čega treba voditi računa, ne samog ampa u D-klasi, ako si me krivo razumija. Dakle, oklapanjem zavojnica bi se mnogo toga rješilo, ali kako ih oklopiti (svaku posebno ili obje zajedno), s kojim materijalom ih oklopiti a da se mogu hladiti i kako ih uopće postaviti, jednu na drugu, jednu pokraj druge, jednu okomiti na drugu?

Ivo, jasno je da ce svaka zavojnica emitirat nesto u prostor ali to ovdi nije od nekog prakticnog znacaja. A kutija va kojoj ce bit amp predstavlja vec sama po sebi sasvim dovoljno oklapanje. Za njihov polozaj san ti vec navel kako da ih stavis da ti emisija u prostor bude minimizirana.
A potriba za hladjenjem ukazuje na neku vrlo grubu gresku ili u izracunu filtera ili u konstrukciji zavojnica. Same zavojnice ka reaktivni elementi se ne bi smile uopce grijat osim ono malo grijanja ca se desava zbog pada napona na omskom otporu zice. Kad bi bilo drukcije onda ni cila ideja klase D ne bi imala nikakvog smisla jer vise ne bi bilo govora o stupnju efikasnosti kojeg ona postize.

Ako si ovo slozil i zavojnice ti se stvarno griju onda tome moze bit samo jedan uzrok a to je da su zavojnice sa svojim parazitnim kapacitetina stupile u rezonanciju bas na komutacionoj frekvenciji ili vrlo blizu nje (ili na nekom od harmonika komutacione frekvencije) pa u tom slucaju ka titrajni krugovi predstavljaju prakticno cista aktivna (omska) opterecenja i trose snagu na vlastito zagrijavanje.

[tubeman]

Što će pojednostavljeno reči: Nešto oscilira

[sstrsat]

Što će pojednostavljeno reči: Nešto oscilira

Pa u D-klasi osciliranje i je sastavni dio posla, neki oscilator mora proizvest signal koji ce uc u PWM modulator.

[aparatusonitus]

Sad kad bolje razmislim nakon što sam malo gleda u kapke poslje borbe s 1kg janjetine i 1l pive da se zaključiti da je tu neko gadno zaheba što se tiče grijanja zračne zavojnice...Još je čudnije, ako se dobro sjećam, da sam na takva upozorenja nalazio u white-paperima TI, Nationala, CS, itd.

A što se tiče redukcije EMI emisije, ima neka fora sa zavojnicama, barem kad je H-bridge u igri...pogledaj sliku ispod



Zavojnice su motane licnastom žicom, što trenutno za naše razmatranje nije važno, ali ima neka fora u tome kako je sve skupa posloženo a da dolazi do redukcije emitiranja EMI.

[harkonen]

Motano u dva smjera?

[aparatusonitus]

Motano u dva smjera?

Ako sam ja to dobro shvatio, a netko drugi to dobro objasnio, najprije se namota sve u jednom smjeru, potom se zavojnica rascijepi na dva jednaka dijela, jedan od njih se okrene za 180 stupnjeva, te se sve ponovo spoji...samo što je tu početak a što kraj?

[harkonen]

Kako je i licnasta žica u pitanju, i sam smjer namotaja pojedinih licni u žici tada je suprotan .
Ali, ali - šta ja radim u tranzistorskim temema????