Komponent, værktøj og tilbehørsleverandører.

Interne LINK

Hifi grundviden

Lyduniversitetet

Den bedste akustik

Den perfekte højttaler

Power Amplifier

Power Amplifier EX

Pre Amplifier

Nødvendigt udstyr

Historikken bag …

The Sledgehammer

Kabler og parasitter

Eksterne LINK

Højttaleren = tortur

Formler med mere

audiophileblog.dk


Oktober 2017.

DIY effektforstærker.

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 på 600W udgangseffekt, men fra ovennævnte dato ændret til stereoeffektforstærkere på 2x500W.


ADVARSEL. Det er forbundet med livsfare at bygge denne forstærker.

Jeg er opfordret til at fraråde personer uden kendskab til arbejde med livsfarlige høje spændinger at bygge denne eller noget tilsvarende.





Projekteringen af opgaven med arbejdstitlen.... Low Impedance Drive Xtreme.

At drive en højttaler kræver strøm. Masser af strøm. Dernæst kræves det, at der er spænding nok til den ønskede effekt. Det ønskede spændingssving. Høj nok til at forhindre klipning af lydsignalet.

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 11.2 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 2,5kvtmm tværsnitsareal.


Projektkalenderen. Starten på projektet.

Den 17.Februar, 2017.

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 match.

Jeg afventer modtagelsen af VU metrene. Jeg vil have sikkerhed for at kunne bestille den korrekte udskæring af forpladerne i kabinetterne, som er besluttet at bestille i 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.

Transistorer, elektrolytter, ensrettere og transformatorer ligger klar. Driverkredsløbene er færdigmonterede og testede.

I sagens natur bliver også denne udgave en prototype. Billedet til venstre viser driverblokkens transistorer til Version 2.0.

Drivertrinnet – vist til højre - forbliver uændret. Spændingen øges fra +-82V DC til +-97V DC. På såvel driverkredsløb som Power Rail.

Strømforsyningselektrolytterne øges til 2 x 82.000uF.

Driverkredsløbet, 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 forhold til de mindre udgaver af forstærkeren.

NYT DIAGRAM TIL EXTREME UDGAVEN (ændringen er indført i de to færdigbyggede stereoversioner)



Ændringerne til diagrammet.

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.

Begge tiltag er tilføjet for at stabilisere komponenternes arbejdspunkter og sikre kredsløbene mod ”Thermal Runaway”.

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.

Den 23. Februar 2017.

Forskellen på udgangstrinnet mellem min nuværende og den kommende udgave ligger i strømforsyningen og et stærkt øget antal udgangstransistorer. I overvejelserne om monoforstærker kontra stereoforstærker var det i lang tid i overvejelse at anvende 88 transistorer tll 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.



Den 25. Februar, 2017.

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.

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.






Jeg arbejder ud fra den viste ide, som med behørig isolation af transistorernes ben er brugbar og sikker. Den forreste skinne 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.

Samtidig med den teknisk og elektriske del af opgaven, skal det også fremstå æstetisk og funktionelt. Ikke mindst at der bliver adgang til at lodde forbindelserne på omhyggelig vis. Der bliver rigtig mange lodninger, som alle skal holde og fungere i mange år fremover. Til gengæld behøver jeg ikke at bekymre mig om strømkapaciteten i forbindelserne til strømforsyningen og udgangsklemmerne til højttalerne. Messingskinnerne kan ubesværet klare langt over 100 ampere.

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.....



Mandag den 13. Marts, 2017.

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 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 i mellem laves der der småændringer på 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.

Der arbejdes !

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

Den 1. Juni, 2017.

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!







Den 20. Juni, 2017.

Test af softstart.

Jeg var klar over at brug af softstart var uundgåelig. Et tidligt forsøg på blot at tilslutte transformatoren 230 V med min skillevariotransformator udløste en startstrøm, som fik dens automatsikring til at afbryde prompte. Det vil være ”no go” at snyde.

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 fald i værdi efter afbrydelse af strømmen. Ingen lækage.

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!






VU meter kontrol kredsløb

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 drivertrinnene

Den 26. juni, 2017.

Kontrol og ombygning af drivertrinene er udført. Biaskredsløb og dens justering er ændret til den nye version. Gain jumper er tilføjet. Lysdioderne til indgangskredsløbets konstantstrømkredsløb er udskiftet til 2x3 stk. 1N4148 dioder. Sammen med biaskredsløbet sikrer det at driverkredsløbet og forstærkeren totalt set starter med den nødvendige biasstrøm til udgangsdelen og stabiliserer sig i overensstemmelse med arbejdstemperaturen. Det interessante bliver om erfaringerne fra de to stereoforstærkere kan overføres direkte til udgaven med godt og vel tre gange så mange udgangstransistorer. Suppleret med en reduktion af emittermodstandene fra 0.33 Ohm til 0,22 Ohm. Med tilsvarende mindre spændingsområde at justere over.


Link til afsnit 2 Projekt Efterår 2017.