Metode de protectie final MOS-FET -> BIPOLAR alimentat la 200V pe timpul testelor

[xavlaur]

Bună, tuturor!

Are cineva o metodă diferita de a proteja în timpul testelor un amplificator alimentat de 200V - reparat pe canalul stâng?
Totul pare bine pe ± 20V, ± 30V etc. .... dar pe ± 100V în loc să ardă siguranțe de 5A (în mod normal ar trebui să fie siguranțe de 10A), s-au ars din nou tranzistoarele finale și prefinale.

Curentul de repaus este normal (ca în canalul drept ne-ars), toate tensiunile par aceleași (ca în canalul drept ne-ars), nu există curent continuu la ieșire.

Am marcat pe diagramă „Burned1” și „Burned2:”, adică „Burned1” = ceea ce s-a găsit deja ars la recepția amplificatorului, „Burned2:” = ce continuă să ardă în timpul testelor de încercare.

La testul de încercare am avut tranzistoare finale mai slabe (2SC5198 SI-N 140V 10A 100W 30MHZ - TO3PN / 2SA1941 SI-P 140V 10A 100W 30MHZ - TO3PN în loc de: MJL3281A NPN TO-264 260 V, 15 A, 200 W / MJL1302A PNP TO-264 200 V, 15 A, 200 W și, de asemenea, Q409 = MJE350 SI-P 300V 0,5A 20W a fost înlocuit cu B861 mai slab PNP -200 V -2 A max 30W) - ȘI S-AU FOLOSIT DOAR 2 tranzistori finali, un PNP și un NPN - dar pe baza fișei tehnice ar trebui să funcționeze, cel puțin pentru o perioadă de timp, la o sursă de alimentare de ± 100V.

Motivul pentru burned2 este că potențiometrele erau atât de vechi încât au devenit zgomotoase și în timpul creșterii volumului a fost un zgomot puternic de la potențiometru stanga care a "supraîncărcat” etajul final - și după aceea R428 s-a ars prin Q410, Q411 scurtcircuitate etc.

În ceea ce privește siguranțele: Amplificatorul este evaluat ca 2 x 600W si siguranțele ar trebui să fie în jur de 6A, nu 10A, ca în schema, indiferent că la un MJL Ic maxim e de 15A.

Un tranzistor SC este evaluat la 10A, dar în timpul încercărilor, amândouă s-au scurtcircuitat desi siguranțele de 5A nu au fost arse (pentru a proteja ceva).

Burned2: Atât 2SC5198, cât și 2SA1941 au făcut scurtcircuit între B-C nu E-C
Burned2: IRF 630 scurtcircuitat între G-D (10 ohmi)
Burned2: IRF 9630 scurtcircuitat între G-S (0 ohmi)
Ciudat este R407 a fost burned1 desi Q401 ok.

 

De asemenea, cred că pe radiatoarele termice la 100V foliile de izolatie siliconica ar putea fi afectate ca izolatoare electrice - mai ales ca am gasit carbonizat si topit mai totul pe canalul stg.

 

Metoda mea a fost:
1. Idle current  testat, DC output voltage  la ± 20V cu lămpi de 48V / 20W în loc de siguranțe - ok
2. Idle current  testat, DC output voltage  la ± 80V cu lămpi de 48V / 20W în loc de siguranțe - ok
3. Idle current  testat, DC output voltage  la ± 100V cu lămpi de 220V / 100W în loc de siguranțe - ok
4. Idle current  testat, DC output voltage  la ± 100V cu sigurante de 1 A - omis
5. Idle current  testat, DC output voltage  la ± 100V cu siguranțe de 5 A - ok
6. Etajul s-a ars la pasul 5 în timp ce era supraîncărcat de zgomot. Siguranțele 5 A au rămas ok.

Am comandat astăzi piesele de schimb corespunzătoare, dar - între timp - din cauza faptului că 4 x MJL3281A + 4 x MJL1302A + IRF ... etc sunt destul de scumpe, aș dori să primesc orice sugestie pentru a evita să le ard din nou.

 

Mulțumesc anticipat.
 

[Mircea]

In loc de sigurante pui rezistente de 10R la cativa W.

 

Sigurantele pot sa nu sa se arda, dupa curba lor de protectie. In caz ca vrei sa intelegi de ce nu se arde o siguranta, e musai sa te uiti la curba.

 

Exemplu: siguranta de 3.15A decupleaza in 30 de minute la 5A daca e temporizata, si in 10s daca e rapida. Tranzistorul tau e ars de mult.

 

Aici discut curbele: https://hobby-electronics.ro/viewtopic.php?f=13&t=105

[Sharky]

Bun, cateva precizari:

Nu testezi niciodata cu toti finalii montati ceva care nu stii ca merge sau n-ai mai facut pana acum, ca asta patesti.

 

In prima faza renunta la etajul final si in locul lui pui 2 rezistente de 1kohm sa vezi daca totul functioneaza corect si intre ele ai tensiunea dorita la iesire, adica semnal curat. ASta vezi cu osciloscopul, daca nu macar o pereche de casti.

 

Apoi Pui doar o pereche si impedanta sarcinii o cresti asa incat sa ai disipare echivalenta. Adica daca tu aveai dat amplifu la 4ohmi, cu o pereche devine 16 ohmi.

Dar in prima faza testezi cu 100ohmi ca sa fie pe curent mici, sa vezi ca macar excursia de tensiune e curata si nu se intampla lucruri nedorite, nu apar oscilatii.

Apoi mai pui inca 100ohmi in apralel cu sarcina si tot asa, pasi marunti dar siguri.

 

Daca vrei limitari, cum a zis colegu, pui o R serie asa incat sa ai cadere mica de tensiune pe ea in gol, dar suficient de mare cand tragi A.

10-22R e destul.

Cand vezi ca e stabil peste pui o lita cat de subtire, o iei din cablu de semnal, sa fie subtire cat un fir de par.

Cele din cablurile de alimentare sunt prea groase.

 

In primar, alimentezi printr-ul bec cu incandescenta in primarul trafului.

Eu am rezolvat-o cu o veioza, priza dubla inseriata cu primarul trafului, curentul il decuplam cand stingeam veioza.

Aveam un fel de ampermetru asa, becul indica cat curent trage ampliful si il limita imediat.

 

legat de sigurante, bine ti-a zis colegul:

tu ai 100V, care in sarcina vor fi practic vreo 85, deci 11A ca valoare de varf. Asta nu inseamna ca se arde instant la 11A.

Curentul pe o ramura e 0.7, mai e muzica cu o valoare varf - medie cam mare... deci pune 6-7A, nu mai mult, si rapide.

Astea o sa tina 200W continuu, de dimineata pana seara cu varfuri de 600W.

Ca nu folosesti tu ampliful sa asculti in continuu sinusuri.

 

Daca vor sari, desi ma indoiesc, banuiesc ca ai protectie la DC buna, fie cu crowbar fie cu suprimare de arc sau cat mai multe contacte inseriate, macar 2 la tensiunea aia mare. Sau macar taie si alimentarea cand e o hiba gen DC.

Daca sar pui si tu 1A in plus si aia e.

 

Cat timp ampliful e in teste alimentarea o faci cu bec inseriat 60W pt pornire, 150W cand vrei si ceva putere (10W), asta in stadiile finale. Nu de alta dar nu stii cand o ia razna.

Plus gradul de luminare a becului iti va spune cat de stabil e bias-ul in timp. Cand becul licare inseamna ca deja tensiunea a scazut, cand se aprinde puternic mana pe heblu ca e jale...

 

Evident nu sari peste etape fara sa rezolvi problemele intalnite, chiar daca iti doresti sa mearga, degeaba ai credinta, daca nu pui mana sa rezolvi cu mana tap roblemele.

E frustrant stiu, dar le dai de cap. Ce nu faci azi lasa pe maine, ca nu cred ca te grabeste careva.

Eu asa am evitat sa ard etaje finale desi quadul din proiectul comun de pe forum e cel mai instabil si mai prost amplif din cate exista.

 

AStea is metodele rudimentare, ca in rest am sursa cu limitare in curent....plus autotransformator pt cand ma simt mai increzator.

 

Daca respecti toate astea si le bagi la cap nu vei mai arde in viata ta un tranzistor sau vreun difuzor.

Edited January 14 by Sharky

[der_doktor]

Vroiam sa mai zic cate ceva dar...nu mai conteaza, ai primit deja ajutor.

Edited January 14 by der_doktor

[Mircea]

2 hours ago, xavlaur said:

În ceea ce privește siguranțele: Amplificatorul este evaluat ca 2 x 600W si siguranțele ar trebui să fie în jur de 6A, nu 10A, ca în schema, indiferent că la un MJL Ic maxim e de 15A.

Un tranzistor SC este evaluat la 10A, dar în timpul încercărilor, amândouă s-au scurtcircuitat desi siguranțele de 5A nu au fost arse (pentru a proteja ceva).

Am comandat astăzi piesele de schimb corespunzătoare, dar - între timp - din cauza faptului că 4 x MJL3281A + 4 x MJL1302A + IRF ... etc sunt destul de scumpe, aș dori să primesc orice sugestie pentru a evita să le ard din nou.

Vad ca ai mai multe postari cu reparatii amplificatoare.

 

Nu ti-a spus nimeni, dar realizez ca tu nu stii ce a aia SOA la un tranzistor. Insisti pe Ic maxim de 15A.

 

Deschide foaia de catalog a lui 3281 si cauta graficul numit Active Region Safe Operating Area.

 

Acel grafic iti spune ca daca Vce este 100V Ic maxim admisibil pentru 1s este 1A. Pentru 10ms urca la 4A. In caz de scurt, in momentul ala cam ce conteaza aia 15A? Tranzistorul tau se prajeste la nici 2-3A. Daca ai mai multi, poate scapa ceva, dar e greu de estimat o distributie egala.

 

Acei 15A sunt dati la un Vce de sub 20V. Samd.

[franzm]

Acum 3 ore, xavlaur a spus:

La testul de încercare am avut tranzistoare finale mai slabe (2SC5198 SI-N 140V 10A 100W 30MHZ - TO3PN / 2SA1941 SI-P 140V 10A 100W 30MHZ - TO3PN în loc de: MJL3281A NPN TO-264 260 V, 15 A, 200 W / MJL1302A PNP TO-264 200 V, 15 A, 200 W și, de asemenea, Q409 = MJE350 SI-P 300V 0,5A 20W a fost înlocuit cu B861 mai slab PNP -200 V -2 A max 30W) - ȘI S-AU FOLOSIT DOAR 2 tranzistori finali, un PNP și un NPN - dar pe baza fișei tehnice ar trebui să funcționeze, cel puțin pentru o perioadă de timp, la o sursă de alimentare de ± 100V.

Si exact asta s-a si întâmplat, au functionat operioada de timp. Foarte scurta ce-i drept. Cu semnal, tranzistoarele acelea sunt supuse pâna la dublul tensiunii de alimentare, adica 200 V. Plus oarece variatii.

MOSFET-urile de 200 V, mai ales cele din productie recenta, nu vor rezista în schema data. (A se vedea efectul Frisina-Spirito.) N-ar strica sa gasiti altele cu tensiunea drena-sursa ceva mai mare.

[der_doktor]

Daca nu arde piese sunt convins ca nu o sa citeasca datasheet_urile finalilor sau topicurile unde se prezinta reparatii audio. Abia dupa ce arde doi pumni de piese incepe sa studieze. Nici nu ma gandesc ce ar fi fost sa fi avut un amplificator cu 10 perechi de finali pe canal, si nu din astia ieftini, Sanken sau V-MOS de exemplu, la 30-50 euro perechea.

[Sharky]

finalii arsi sunt folositi ca titlu de glorie.

"Nu imi spui tu mie ce e ala slew rate, ca eu am peste o galeata de finali arsi si peste 100 module la activ!"

Un clasic in viata.

[sesebe]

Putem afla si care-i clasicul?

[Mircea]

DjLego. Cine altul? Ala cu SR dependent de frecventa, etc.

[maxente]

Deh, si arsul de semiconductori poate fi o lectie buna de a invata electronica. E adevarat, poate fi o lectie ceva mai dura si usturatoare la buzunar. Some like it hard !

Edited January 15 by maxente

[sesebe]

Nu prea........unii pot sa arda cu miile si tot nu invata ce trebuie........stiu doar ca trebuie de putere mai mare....

[Sharky]

Acum 2 ore, Mircea a spus:

DjLego. Cine altul? Ala cu SR dependent de frecventa, etc.

Nu e el. Leco a scris mai demult, dar s-a lamurit ulterior dupa ce a testat practic ca SR e tot ala indiferent de frecventa, atata vreme cat poti masura frontu.

E de treaba baiatul, eu anu trecut am baut o bere cu el.

Mai sunt altii de cauti dupa cuvinte cheie, dar n-are rost sa rascolim...

 

[sk24bpo]

Ai pus drivere prea rapide. Ori pui mje340/350 de care erau inainte ori le dai in cap celor actuale. Cand creste tensiunea de alimentare acestea urca in si frecvență.

[xavlaur]

Mircea1,2    

 

Multumesc de completari, ideea era ca mi se pareau mari sigurantele de 10A indiferent de regimurile tranzitorii posibile, in raport cu puterea estimata / proiectata a etajului. Scuze pentru traducerea Google din En->Ro, topicul este si pe alt site desi aici am gasit raspunsurile pe care le cautam. Chiar nu am avut timp sa editez si-n En , si-n Ro.    
    Ma asteptasem la un scurt E-C al finalilor, caz in care sigurantele ar fi trebuit sa se arda. N-a fost asa. A fost scurt/strapungere B-C, ceea ce am constatat ulterior. Probabil cu 1A s-au ars toti 4.    
    Pe de alta parte, 4 x (MJL max power 200W) inseamna max 800W pe ramura, tot nu justifica 10A x 100V =1kW.     
 

   Referitor la celalalt rol al sigurantelor - de "prevenire" , pe undeva raspunsul a venit de la Sharky, bineinteles ca fuzibilele astea trebuie sa tina si 600W aia pe canal (la testul final) dar si sa "protejeze" ceva (testele preliminarii) , insa in conditiile spetei nu ar fi protejat decat daca erau de 0.5....0.8A - ceea ce nu mai reprezenta un test la putere "nominala".

 

Ori eu tocmai sarisem peste sigurantele de 1A, sarisem direct la 5A, aiurea, cu SC de 140V in loc de MJL de 200V. La vremea initierii topicului nu am avut rabdarea, intelegerea si nici rafinamentul sa detaliez lingvistic intrebarea pe care o puneam : cat de mult putem slabi protectia (sigurante cat de mari ?) pentru un test cat mai apropiat de conditiile nominale (200V) , fara efecte catastrofice ? 

 

 
    Si aici sunt mult mai multe incidente care pot surveni, excedent DC output, idle current, autooscilatie tocmai datorita tensiunii de alimentare relativ mare... Canalul ars era carbonizat  ... fibra de sticla semicarbonizata nu mai e un dielectric liniar ... foliile de izolatie siliconica ar putea fi afectate ca izolatoare electrice ... etc    
    In momentul in care am primit acest amplificator era sarma de cupru de 0.7 mm cositorita peste soclul sigurantelor si probabil ca a tot ars la foc mocnit o vreme deoarece sarma de cupru nu s-a topit    
        
Sharky    

 

Multumesc de metoda, "pasi marunti dar siguri" imi trebuiau - adaugati la pasii mei de pana acum - au adus elemente noi de "precautie" pe timpul testelor. Este exact ce cautam.    
    Ca sa fiu carcotas cum e toata lumea pe aici , gata sa sara la beregata celui iesit in cale, ti-as raspunde ca tendinta de autooscilatie va creste proportional cu marirea sarcinii (micsorarea impedantei pe iesire), deci faptul ca etajul nu oscileaza pe o impedanta infinita sau foarte mare este irelevant cat timp exact in sarcina crescuta - ex. bucla de masa - sunt regimuriile tranzitorii ireversibile / catastrofice (nu neaparat datorate unei reactii pozitive) dar n-o sa spun asta deoarece ai explicat totul foarte bine si frumos si asta ma interesa, niste pasi marunti dar siguri in plus.   

 

Toata "bataia pestelui" e in apropiere de parametrii nominali de functionare. Ar fi culmea sa fie altfel.

    Ideea cu rezistentele in serie scazute treptat e mai buna ca becurile. Si suntul lor miliamperic , ulterior.    
    Ideea cu descresterea impedantei / rezistentei de sarcina - e buna si asta.   

    Veioza din primar (100W / 500W) exista si la mine de peste 30 de ani cu varianta unei sigurante automate in paralel. Oricum aceasta statie, pana-si incarca electroliticii, imi face sigurantele de la panou sa sara asa ca tot timpul am pornit-o prin veioza si abea ulterior pe direct.    
        
franzm    

 

Multumesc de precizari,     
    A fost greseala mea sa urc alimentarea la ±100V cu SC-urile care nu suporta 200V E-C si mai ales fara sa verific U B-E.    
    E clar ca fiecare tranzistor final trebuie sa suporte 200V E-C in topologia asta.    
    Si e clar ca a pornit de la finali, nu de la IRF-uri. IRF-urile s-au ars dupa SC-uri - impreuna cu R428    
    Altceva mai bun decat astea:     

    MJL21194G    NPN 250V 16A 200W TO264          in loc de:     MJL3281A    NPN TO-264 260 V, 15 A, 200 W
MJL21193G    PNP 250V 16A 200W TO264          in loc de:     MJL1302A    PNP TO-264 200 V, 15 A, 200 W
IRF640-MBR    N-FET 200V 18A 125W 0.18R          in loc de:     IRF630    N-FET 200V 9A 75W 0.4E
IRF9640-MBR    P-FET 200V 11A 125W 0R5          in loc de:     IRF9630    P-FET 200V 6.5A 75W 0R8

    nu am gasit la furizorul meu insa avand in vedere ca celalalt etaj merge bine-mersi cu IRF630 si 9630 si MJL de 200V, presupun ca o sa fie ok cu astea noi pe placa.    
    Celalalt canal pare sa functioneze de 20-30 de ani cu componentele marcate pe schema. Nu par sa fi fost inlocuite.     
    Alte FET cu tensiunea drena-sursa ceva mai mare nu am la indemana decat pe capsula TO3PN si nu mai el loc pe radiator. 

    Oricum si MJL-urile originale sunt la limita de 200V E-C. Ma mir ca right channel inca functioneaza.   
        
der_doktor    Multumesc de precizari, in 40 si ceva de ani de electronica 4 tranzistori care in total costa sub 2 EUR nu cred ca-s o paguba asa mare. Sunt alte greseli umane mult mai costisitoare dar despre ele nimeni nu intra/iese in off-topic . E a 2-a statie de 200V care-mi intra pe mana si prima care a ridicat ceva probleme ... E posibil cu MJL sa plece din prima si fara surprize ulterioare... Dar ... „Paza bună trece primejdia rea!”    
        
sk24bpo    Doar Q409 = MJE350 SI-P 300V 0,5A 20W a fost înlocuit cu B861 PNP -200 V -2 A max 30W in rest toate au ramas la fel except finalii MJL pe care ii astept sa ajunga luni (sa scot SC-urile)