|
Oktober 2017. Med den afsluttede bygning af mine to første 2x330W stereo effektforstærkere (billedet nedenfor til venstre) fortsatte jeg på ”The Xtreme Project”. Oprindelig tænkt som to monotrin hver på 600W udgangseffekt, men fra ovennævnte dato ændret til stereoeffektforstærkere på 2x500W.
Da mit driverkredsløb til de to tidligere byggede forstærkere (billedet) kan håndtere plus/minus 100V DC var det et indlysende forbedringsområde af hæve spændingen og samtidig forsyne det påbegyndte projekt med en transformator, hvis strømkapacitet er markant højere end de hidtil anvendte og nu udgåede TR700 fra Hypex. Ved en tilfældighed fandt jeg to 2000VA transformatorer hos en privat sælger. To transformatorer hver med en vægt på 12 Kg, som med en beskeden margin matchede kravene jeg stillede, førte til at jeg købte dem. Længe inden jeg skulle bruge dem. Nyerhvervelsen lagde i en kort periode øget pres på mine daværende projekter. Jeg indså dog hurtigt at planlægning af ”The Xtreme Project” kræver nødvendig tid og omhu, da der i mine projekter hver gang er tale om en prototype er test, test og atter test en del af opgaven. Mekanisk og elektrisk stabilitet samt sikkerhed i brugen er i længden altafgørende. Forrest til højre ses forskellen mellem Hypex TR700 transformatoren på 600W jeg brugte til de to mindre stereoudgaver og 2000VA transformatoren til Xtreme udgaven bagerst. Dens sekundærviklinger har 2,5 kvadratmillimeter tværsnitsareal.
Projektkalenderen. Starten på projektet.
Dagen for den praktiske del af opgaven. Dagen starter med indkøb af to VU metre af samme type som anvendt i de to første forstærkere. Jeg har overvejet frem og tilbage om jeg skulle spare dem væk. For med 500-600W RMS er klippegrænsens overligger kommet på passende afstand. Men æstetisk vil designet med VU metre være det rigtige designmæssige match til de allerede byggede. Jeg afventer modtagelsen af VU metrene fra Kina. Jeg vil have sikkerhed for at kunne bestille den korrekte udskæring af forpladerne i kabinetterne, som leveres fra Italien. Med en 10mm tyk aluminiumsforplade sammenholdt med erfaringerne fra de to første forstærkere med 6-7mm tykkelse vil jeg overlade det til leverandøren at udføre opgaven.
I sagens natur bliver også denne udgave en prototype. Billedet til venstre viser driverblokkens transistorer til Version 2.0.
Strømforsyningselektrolytterne øges til 2 x 82.000uF. Driversektionen, kører naturligt nok klasse A og derfra går signalet videre til drivertransistorerne på POWER RAIL'ens køleplade i klasse AB. Forventningen er med en god margin at passere 500W / 6,6 Ohm. Med uændrede musikalske egenskaber i sammenligning med de mindre udgaver af forstærkeren.
Forskellen på udgangstrinnet mellem min nuværende og den kommende udgave ligger i strømforsyningen og det stærkt øget antal udgangstransistorer. I overvejelserne om monoforstærker kontra stereoforstærker var det i lang tid i overvejelse at anvende 88 transistorer til hver kanal. Det endelige valg er faldet på 40 udgangstransistorer og 4 drivere til hver kanal. Alle af typen Fairchild FJL4215/4315 koblet som vist på diagrammet nedenfor. Så mange tætsiddende transistorer i snorlige rækker kræver præcision når fastspændingshullerne bores. Jeg var i tvivl om jeg kunne opfylde kravet, så jeg satte mig til at lave en prøveboring i en aluminiumsstang inklusive gevindskæring. Det lykkes. Der må ikke bores forkert! Ej heller laves defekte gevind i de mange huller på kølepladerne.
Billedet til højre. Jeg arbejder med montage af metalskinnerne på kondensatorbankene. Boring af huller og skæring af gevind. Billedet nedenfor. Samtidig evaluerer jeg forskellige ideer til montage og sammenkobling af transistorerne på Power Rail'en. Af pladshensyn kan jeg ikke anvende metoden fra de tidligere konstruktioner.
Jeg arbejder ud fra den viste ide, som med behørig isolation af transistorernes ben er brugbar og sikker. Den forreste skinne på billedet er den ene af de to skinner, som skal bære højttalersignalet. Den bagved liggende skinne er den ene forsyningsspænding på tæt ved 100VDC. De to skinner må naturligvis ALDRIG røre hinanden. Der bliver således fire langsgående skinner på hver køleplade. Dertil kommer to fordelingsskinner, som tager sig af basisstrømmen til de mange parallelle transistorer.
Onsdag den 1. Marts, 2017. Netop som jeg kommer hjem fra et indkøb i Bauhaus og bakker ind i garagen, vender pakkeposten på parkeringspladsen. En pakke fra udlandet annoncerer han, da jeg hilser på ham. VU metrene er ankommet. Præcis de samme som dem jeg købte fra en helt anden leverandør til anvendelse i de to færdigbyggede stereoforstærkere. Næste step bliver at videregive målene til udskæring af forpladerne hos kabinetsleverandørerne i Italien. To kondensatorbanke i hver forstærker. Fordelt så der bliver kortest mulig afstand til udgangstransistorerne.
Tirsdag den 7. Marts, 2017. Ordre er afgivet. Modushop. Fredag den 10. Marts, 2017. SMS og to mail fra FedEx beskræfter at kabinetterne er på vej til Aalborg. To styk. 34Kg. Jeg venter spændt.....
FedEx bakker bilen til fordøren. Én dag før lovet. Med to pakker fra Italien. To kabinetter i samlesæt. Omhyggeligt indpakkede enkeltdele. Kraftig tape med firmaets logo. Frem med kniven. Det første der møder mig er den omhu der er lagt i indpakningen, en brochure og montagevejledning. Plastomsluttede aluminiumsplader, køleprofiler, skruer - sirligt indpakkede og en papindpakket og plastforseglet flad pakke. Det må være forpladen. Nydelig indpakket. Tirsdag den 14. marts, 2017. I dag har jeg samlet det ene af to ankomne kabinetter fra Modushop, Italien. Kabinetterne er kæmpestore sammenlignet med stereoudgaverne stående side om side. Umiddelbart virker det totalt fejldisponeret, at bruge dette gigantiske 17 Kg tunge kabinet til blot et 600W monotrin. Med de viste komponenter er vægten allerede over 30 Kg og kølearealet er enormt og suppleret med ventilation gennem den opslidsede bundplade til den interne elektronik. Én ting er sikkert. Der bliver plads til alt hvad jeg måtte have lyst til at supplere med efterfølgende. Og samtidig luft mellem kredsløbene. Med 22cm indvendig højde er der rigelig plads til at bygge elektronikken i to etager.
Forpladen. Der skal males en sort afmaskning overdækket med plastglas omkring VU metret ud til et håndtag i hver side. Tanken at lave et design som i videst mulig udstrækning minder om udseendet på mine to stereoudgaver. Hullet i forpladen fik jeg skåret på fabrikken i Italien. Med med den efterfølgende ændring til stereo bliver det nødvendigt at ændre den.
Søndag den 19. Marts, 2017. Her ses den ene af kabinettets to sider. Transistorerne til det ene udgangstrin i den kommende 2x500 Watt stereoforstærker. Det første forsøg med placering af komponenter i kabinettet og transistorerne på kølepladen. Den ene af to.
Den 12. April, 2017. Jeg arbejder lige nu med alt det trælse. Forarbejdet til den mekaniske montering. Projekteringen af hvor delene bedst kan placeres i forhold til hinanden. Hensyn til chassisdele, boring af huller, skæring af gevind, varme og ventilation, kabeltræk, placering af tilslutninger på bagpladen. Afstand til støjkilder så som transformator. Torsdag den 11. Maj, 2017. Der bygges fortsat på kabinetternes indvendige chassis og ind imellem laves der småændringer og tilføjelser til projektet. Kondensatorbankene i hver forstærker har en impedans på mindre end 0,01 Ohm fra 100Hz til grænsefrekvensen for målingen. Samlet ESR-værdi er kun få milliohm. Bemærk den røde kalibreringslinje, som repræsenterer nul Ohm. Skalaen til venstre skal derfor fratrækkes 0,01 Ohm.
Den 24. Maj, 2017.
Selv om det til tider føles som om projektet står helt stille, er jeg lige nu i færd med at lave opbygningen til de 12 Kg tunge transformatorer. I modsætning til lagkageopbygningen i to tidligere apparater bliver de to monotrin udformet sådan, at at jeg kan komme til elektronikken såvel fra oven som fra bunden af forstærkerne. Al opbygning sker i aluminium. Montage af transformator Jeg nærmer mig tidspunktet hvor den første transformator monteres. Og med dens tykke stive kobbertråde skal jeg have taget højde for placeringen, fastgørelse og tilslutning af ensretterne. Jeg har valgt at anvende to ensrettere i den lidt usædvanlige kombination vist på diagrammet nedenfor. Ensretterne vil ad den vej kunne håndtere 100 Ampere kontinuerlig. Tre gange så meget som et forventet maksimum. 
Overkill Den 4. Juni, 2017. Da jeg første gang så de færdigsamlede kabinetter oplevede jeg dem som ”overkill”. Men jeg glæder mig efterhånden over at have købt kabinetterne så store! For i takt med bygningen svinder pladsen ind.
Test af softstart.
Næste forsøg. Allerførst kørte jeg spændingen op på elektrolytterne med transformatoren tilsluttet min skillevariotransformator. Stille og rolig. For jeg skulle ikke ryste meget på hænderne før dens amperemeter reagerede med brate udslag. Elektrolytspændingen ved 230V ind var 96,5VDC. Stabil uden spændingsfald efter afbrydelse af strømmen. Ingen strømlækage. Derefter afladning af elektrolytterne til nul volt ved hjælp af min 6,6 ohms dummyload. OG ….... derfra til testen. Tænd! 1-2-3 sekunder senere klikkede relæet, som tegn på at det hele var overstået i præcis samme øjeblik som strømmen til transformatoren var faldet til normalt tomgangsniveau. Softstartens seks parallelt koblede 68 Ohm/11W modstande var knapt nok håndlune. Godkendt!
Den 24. Juni, 2017. Jeg har netop afsluttet bygningen af kredsløb nummer to til VU metrene. Lige nu mangler testen af det sidste til højre. Først test af spændinger inden IC'erne monteres. Derefter følger et tidskrævende minutiøst justerings- og kalibreringsforløb, så VU metrene viser korrekt over hele skalaen.
Opdatering af driversektionen 1) LED'erne i konstantstrømsgeneratorerne er erstattet med 1N4148 dioder, som er bedre egnet til at korrigere for temperaturforandringer inde i kabinettet. 2) Bias transistoren erstattes med to transistorer i darlington konfiguration suppleret med en diode i termisk kontakt til kølepladen. Billedet til højre. Der mangler at tilføres kølepasta ved dioden til at sikre den termiske kontakt til udgangstransistorernes køleplader.
3) Tre trins ”gain adjust” for tilpasning til preamp. 4) 2x22pF kondensatorer i VAS sektionen skal øges ved ustabilitet i den færdigsamlede konstruktion. Værdierne afhænger af den omhu man lægger i den fysiske opbygning. I mit tilfælde er valgt 147pF. Det handler om balancen mellem ønsket om stabilitet og kredsløbets reaktionstid.
Et stykke henne i forløbet blev jeg af hensyn til varme og placering af elektrolytterne opfordret til at ændre det fysiske layout. Og det så således ud. Men det var af pladshensyn kun mulig såfremt jeg fortsatte med at bygge forstærkerne som to monotrin.
 |
Den
23. Februar 2017.
Den
25. Februar, 2017.
Selv
om montagearealet øges med 50% øges antallet af
transistorer samtidig med mere end +150%. Heri ligger den nye
udfordring. Der er tale om placering af 44 transistorer med
tilhørende modstande på de to køleplader
placeret på hver side af kabinettet. En vigtig del af
opgaven bliver at forbinde transistorer og modstande med kortest
mulige tilledninger. Mekanisk solidt og æstetisk på
en gang.
Mandag
den 13. Marts, 2017.
Jeg
var klar over at brug af softstart var uundgåelig. Et
tidligt forsøg på blot at tilslutte transformatoren
til 230 V fra min skillevariotransformator udløste en
startstrøm, som fik dens automatsikring til at afbryde
prompte. Det vil være ”no go” at snyde.
VU
meter kontrol kredsløb
Den
26. juni, 2017.
