Conduire le LM3886 à 100 KHZ en configuration BTL (Bridge Tied Load)?

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Quelqu'un aurait-il de l'expérience avec la conduite d'une paire d' amplificateurs de puissance à ouverture LM3886 en BTL avec une onde sinusoïdale jusqu'à 100 KHz?

Mes paramètres:

  • Bande de fréquence d'intérêt: 20KHz à 100 KHz, onde sinusoïdale
  • La charge est purement capacitive, 10-20 Ohm, 5000 pF
  • Alimentation en puissance à charger: jusqu'à 50 watts RMS
  • Configuration de l'amplificateur: Bridge Tied Load
  • THD / bruit, même jusqu'à 5%, pas un problème
  • Puissance: non régulé +/- 35 Volts 5 + 5 Ampères, condensateur réservoir 10000 uF sur chaque rail

Trouvé un livre blanc utile sur BTL avec LM3886 . Cependant, la bande de fonctionnement de ce papier est de 20 Hz à 20 KHz.

En commençant par le schéma d' ici : entrez la description de l'image ici

Bien sûr, les valeurs des pièces d'entrée / sortie / rétroaction affichées devraient changer pour ma bande de fréquence d'intérêt, mais mon analogique-fu est un peu rouillé vers 1988, donc quelques brossages à faire.

Mes questions:

  • Est-ce que cela fonctionnera du tout? (Je ne vois pas pourquoi, mais je n'ai trouvé aucune information utile)
  • Une suggestion sur un ampli de puissance monopuce différent à utiliser à la place?
  • Quel est le gain que je devrais concevoir?
    • Intérêt plus immédiat: quelle plage de Vpp d'entrée est nécessaire?
  • De quoi dois-je m'occuper en termes de feedback / compensation et de gestion de la stabilité
    • Les informations trouvées jusqu'à présent concernent la plage de fréquences audio, peu de mention des hautes fréquences
    • Trouvé une discussion sur l'oscillation à hautes fréquences (50KHz +) due aux bouchons électrolytiques .
    • Aucune information trouvée sur le pilotage de la charge capacitive, car les charges audio = inductives, généralement.
    • Comment obtenir une réponse essentiellement plate pour 20 à 100 kHz?
  • Pour l'alimentation:
    • Recommandations entre pont simple et pont double
    • Le calcul de 5 + 5 ampères est-il bon, avec une hauteur libre raisonnable?
    • Existe-t-il une alternative d'alimentation à découpage qui pourrait réduire les coûts / réduire la chaleur?
  • Tout autre élément essentiel à traiter même au stade expérimental ( bricolage unique, ne va pas en production )

Toute autre contribution / aide / conseil accepté avec reconnaissance!

power-supply amplifier ultrasound capacitive Anindo Ghosh
la source
Je fais un design similaire et j'ai besoin d'aide pour les mêmes questions comme celle-ci.
ExcitingProjects du
Essayez-vous de conduire votre truc de sonar Anindo? J'ai un ampli de puissance décent et un circuit de contrôleur que j'utilise pour piloter 600 kHz à environ 100 Vp-p dans une charge réactive à 90%. Je suis sûr qu'il va briser à 100 kHz. Off-hand ne se souvient pas des FET (lundi encore!) Mais il utilise un Variable dc-to-dc pour alimenter un ampli de puissance.
Andy aka
@Andyaka Je conduis un transducteur ultrasonique Langevin, capacitif pur, impédance 10-20 Ohm (à fréquence de résonance), charge 5000 pF. Les niveaux de puissance désormais pertinents sont de l'ordre de 500 Watts à la résonance, les transducteurs de 50 Watt étaient destinés à un prototype où j'ai finalement utilisé une paire d'amplificateurs opérationnels à courant élevé (3 Amp). J'ai toujours besoin d'une bonne solution pour la version 500 Watt.
Anindo Ghosh
Darn it 500W est un peu trop de methinks pour mon circuit. À la résonance, devient-il résistif, c'est-à-dire est-il une puissance réelle ou VA?
Andy aka
@Andyaka Le 500W est une puissance VA. La puissance réelle est d'environ 1,5% à 10% selon la qualité du transducteur à boulon. Les 10% bon marché sont similaires aux transducteurs de nettoyeur à ultrasons industriels, ils deviennent assez chauds à la puissance maximale. De plus, votre circuit amplifie-t-il des formes d'onde arbitraires, ou s'agit-il d'une onde carrée (vous avez mentionné les FET)? Le défi réside dans les ondes sinusoïdales (qui proviennent d'un circuit intégré analogique DDS). Pour les ondes carrées, les générateurs ultrasoniques de type H-Bridge disponibles dans le commerce fonctionnent parfaitement, même dans la plage de 3 kW.
Anindo Ghosh

Réponses:

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Votre charge semble principalement résistive et non capacitive. Je pense que la plupart des conceptions incluent un grand condensateur entre le haut-parleur et le pilote pour bloquer le courant continu, car vous n'êtes intéressé que par l'audio. Ce serait alors une charge capacitive (peut-être que c'est l'intention?). Quoi qu'il en soit, assurez-vous de ne pas utiliser de condensateur polarisé.

Votre entrée couplée AC est trop filtrée. Vous devez réduire ce 22kohm.

Vous n'avez pas non plus besoin de ce grand filtre sur la broche muette, sauf si vous l'utilisez réellement.

Vous voudrez peut-être ajouter un condensateur en parallèle avec votre résistance de rétroaction pour fournir le filtrage haute fréquence.

Avez-vous lu la fiche technique? Il contient de bons conseils de conception.

Incendiaire analogique
la source
"La charge est purement capacitive ". Avez-vous lu la question?
Anindo Ghosh
"capacitif pur" suivi de 10-20ohms. C'est une charge résistive assez lourde, mais il semble que 10-20 ohms soit à une fréquence spécifique. Regardez la page 22 "chargement réactif". Ils parlent de découpler la charge avec une vraie résistance. Il existe un modèle d'épices afin que vous puissiez effectuer une analyse en boucle ouverte et vérifier vos marges de phase / gain pour toute charge capacitive. Il existe également des techniques de compensation (cap de la sortie à l'entrée de l'ampli op) pour améliorer la stabilité.
Analog Arsonist
Oui, 10-20 Ohms, ou moins pour les transducteurs de puissance supérieure, sont en résonance. À +/- 100 Hz, cela passe au-delà de 600 Ohms, jusqu'à 10k + loin de la résonance. Les transducteurs piézoélectriques de type Langevin ont une résonance terriblement nette et un Q. très élevé. De plus, la fréquence de résonance change entre les unités et dans le temps en raison des conditions environnementales. La partie réelle de l'impédance est minuscule, juste les fils et la soudure principalement.
Anindo Ghosh
De plus, cette application n'est pas du tout audio, les fréquences de résonance des transducteurs sont au minimum de 20 kHz, jusqu'à 100 kHz, purement ultrasonores. Cela était indiqué dans la question initiale.
Anindo Ghosh