Yüksek güçlü Audio devrelerinde doğru besleme..

Güç Kaynakları » Ses devrelerinde kullanılan komponentler kadar, güç kaynağının kalitesi de önemlidir. Güç kaynakları hakkındaki soru(n)lar

Yüksek güçlü Audio devrelerinde doğru besleme..

Okunmamış iletigönderen drhardware » 25 Temmuz 2007, 10:46

Dostlar merhaba,

Son zamanlarda bazı arkadaşlarımızdan besleme devreleri hakkında sorular geliyor. Kısaca bu konu hakkında bazı temel bilgiler vermek istiyorum. Şöyle ki;

Öncelikle amplifikatörlerin gerçek güç ihtiyacını hesaplamak gereklidir.
Örneğin 100W RMS anma gücüne sahip bir amplifikatörün güç ihtiyacı aslında 100W değildir. Bunun bir kaç nedeni vardır. Birincisi AB sınıfı amplifikatörler %50-60 verimle çalışır, geri kalan güç transistörler üzerinden ısı enerjisine dönüştürülür. Bu bakımdan "sinüs" güç talebi hesaplamasında %60 verimlilik faktörü de eklenerek 100 / 0,6 = 167W hesaplanması gerekir.
İkinci unsur, müziğin "sinüs" değil oldukça dinamik ve karmaşık bir sinyal olduğu gerçeğidir. Yani aslında sizin sinüs sinyal bakımından 100W a "set" ettiğiniz bir sistem işin içine müzik girince 0,0001W ile 200W arasında geniş bir aralıkta sinyalleri hoparlöre iletmeye başlar. Bu durumda eğer güç kaynağınızı önceki örnekteki gibi 167W a göre kurmuşsanız bu durumda verimlilik vs hesaplarından sonra 100W güce karşılık gelecek üst limit üzerindeki tüm sinyaller tepeden kırpılmaya başlar yani distorsiyon oluşur. Bunu engellemenin yolu anlık değerleri de güç kaynağımızın hesaplamasına eklemektir. Genellikle %50 ve daha fazla "headroom" (üst pay) bırakmak gerekir. Daha dinamik bir cevap için genellikle %100 bırakılır.
Yani sonuç olarak 100W bir amplifikatörü gerçekten 100W alabilmek için en az 100W + %50 headroom + %60 verimsizlik payı olmak üzere EN AZ 250W lık bir güç kaynağı ile beslemeniz gerekir. Ama genellikle 300W ve üstü kullanılır. (AB sınıfı amplifikatörler için)

Bunu bir temel bilgi olarak bir kenara koyalım. Ve gelelim güç kaynağı tasarlamasına;
Ses tekniğinde güç kaynağı tasarımı en az amplifikatör tasarımı kadar önemlidir. Nedenini gayet basittir, sizden ne kadar verim alınabileceği, vücut yapınız kadar beslenmenize de bağlıdır. Yani amplifikatörünüz istediğiniz kadar sağlam olsun, beslemeniz "sakat" sa sonuç kötü olacaktır.
Yukarıda güç kaynağının niceliğini belirledik. Şimdi de niteliğini belirleyelim. Öncelikle iki alternatifimiz olduğunu belirteyim; lineer bir güç kaynağı ya da SMPS.. SMPS çok kullanılmamakla birlikte iyi dizayn edilmişse çok iyi bir alternatiftir. Çünkü yüksek frekansla çalışır ve buna bağlı olarak yüksek akım ihtiyaçlarında çökme aralıkları oldukça dardır. Hele çalışma frekansı 50Khz in üzerindeyse çökme eğilimi duysal olarak sıfıra yakındır. Ancak burada SMPS leri incelemeyeceğiz.
Konumuz lineer güç kaynakları.
Öncelikle eğer büyük bir amplifikatör yapacaksak (150W ve üstü) ve bu amplifikatör stereo olacaksa tercihen her kanal için ayrı besleme trafoları kullanmalıyız. Çünkü amplifikatörlerin çektiği akım güç kaynağında modülasyona yol açar. Yani anlık çektiğiniz pikler doğal olarak önce filtre kondansatörleri üzerinde ardında da trafo da anlık çukurlar yaratır. Kondansatörleriniz ve trafonuz ne kadar büyükse bu çukurcukların derinliği o kadar azalır. Ancak her durumda güçlü bir amplifikatörün bu tür çökmeler yaratması kaçınılmazdır. Dolayısıyla aynı kaynaktan beslenen diğer amplifikatör bu durumdan etkilenecek ve crosstalk oluşacaktır. Bu durumun önüne geçmenin en pratik yolu her amplifikatör için ayrı güç kaynağı tasarlamaktır.
Ayrı güç kaynağı tasarlamak için bir kaç seçenek mevcuttur;
1- Ayrı trafo, ayrı redresör, ayrı filtreler
2- Tek trafo, ayrı redresör, ayrı filtreler
3- Tek trafo, tek redresör, tek filtre, regülasyon.
4- Ya da en temizi, ayrı trafo, ayrı redresör, ayrı filtreler, regülasyon.
Belirttiğimiz gibi en temiz çözüm 4 numaralı olandır. Ancak yüksek voltajlarda regülasyon yapmak çok zordur. O bakımdan genellikle 1 nolu çözüm kullanılır.
Resim
Burada trafo gücümüzü, en az hesaplanan güç kadar (bu örnekte 250W) doğrultucular, güç ihtiyacımızın en az 1 katı özellikte seçmemiz gereklidir. Örneğin 100W ampli için hesapladığımız 250W lık güç kaynağı diyelim ki 2 x 50v yani 100v luktur. Bu durumda akım ihtiyacımız 2,5A dir. Ancak biz 5A lik diyot grubu kullanmalıyız. Tabii delinme voltajı uygun olmak kaydıyla.
Temel filtre kondansatörleri için kriter amper başına 2000µF dır. Ancak biz pik değerlerimizi de hesaplayıp bunu ikiyle çarpacağız. Örnekteki ihtiyacımız 5A x 2000 = 10,000µF dır. Ve bence ideal bir değerdir. Ancak daha sağlam bir güç kaynağı için 20,000 hatta 30,000 ve üstü seçilebilir. Hiçbir zararı olmayacaktır. Temel filtre kondansatörü için diğer kriter iç resistif direncinin mümkün olduğunca az olması gerektiğidir. Bu tür kondansatörler Low ESR kodlu satılır. Ultra Low ESR, Super Low ESR vs.. kategorileri vardır. En iyisini almakta fayda vbardır. Çünkü düzeltme tepkileri diğerlerine göre çok hızlıdır. Nedeni, kondansatörlerin aslında ideal kondansatör olmayıp R+C efektine sahip olması ve R değeri yükseldikçe şarj deşarj sürelerinin uzamasıdır.
Devrede görüldüğü gibi temel filtre kondansatörümüzün ardından non-polar bir kondansatörümüz daha var. Bu kondansatörün amacı yukarıda belirtilen sebepten (RC etkisi) yüksek frekans girişimlerini engelleyemeyen temel filtre kondansatörüne yardımcı olup trafo veya şebeke kaynaklı 1kHz üstü girişimleri absorbe etmektir. Genellikle 100nF - 470nF arası bir değer seçilmeli ve muhakkak beslemenin son ayağına yani besleyeceğiniz devre üzerine ve özellikle de entegre vs. besleme pinlerine çok yakın yerlere konmalıdır. Bu şekilde besleme hattının alacağı girişimler de elimine değilmiş olur.
Böyle bir konfigürasyon orta ve yüksek güçlü sistemlerimiz için ideal olmamakla birlikte makul ve ekonomik çözümdür. Daha iyi bir çözüm regülatörlerdir. Günümüzde çok güçlü entegre regülatörler vardır ancak genellikle giriş gerilimleri 40-50 v la sınırlıdır. Bu durumda ayrışık regülatörler tasarlanmalıdır. Bu konuda ileride başka bir çalışma başlığı altında ayrışık regülatör tasarlamayı ele alacağım.
Ancak şimdilik bu kadar. Unutmayın, stereo uygulamalarda eğer güç ihtiyacımız büyükse en iyi çözüm yukarıdaki devreden iki tane yapıp iki kanala ayrı ayrı uygulamaktır.
Kolay gelsin.
Kullanıcı avatarı
drhardware
Eski Site Sorumlusu
 
İleti: 1072
Kayıt: 12 Aralık 2006, 17:08
İl: Ankara


Okunmamış iletigönderen e154 » 26 Temmuz 2007, 21:01

peki sadece kondansatör filtreleri yeterlimidir. bobin li filtreler in bi faydası varmıdır. birde bizim üniversiteninki( kırıkkale ünv.) bahar şenlik konserlerinde kurulan ses sisitemini jenaratörle beslediler. buradki amaç temiz enerji miydi yoksa güç aktarımından ( böyle bişey olacağını sanmam) dolayımıydı.
e154
DIY Audio Gurusu
 
İleti: 967
Kayıt: 25 Temmuz 2007, 02:19
İl: Ankara
Meslek: Elektrik Teknikeri

Okunmamış iletigönderen berat23 » 27 Temmuz 2007, 10:10

bobinli filtrlerin gerilim değişimleri daha az olur diye biliyorum.
Resim
berat23
DIY Audio Fanatiği
 
İleti: 179
Kayıt: 01 Şubat 2007, 17:27
Konum: ankara

Okunmamış iletigönderen e154 » 27 Temmuz 2007, 22:26

bobinli filtrlerde çekilen akımın anlık değerlerini sınırlıyo ama ses devresine nasıl bi etkisi olur
e154
DIY Audio Gurusu
 
İleti: 967
Kayıt: 25 Temmuz 2007, 02:19
İl: Ankara
Meslek: Elektrik Teknikeri

Okunmamış iletigönderen Pc_Commander » 28 Temmuz 2007, 02:00

Merhaba,

Ayrışık regülatör tasarınızı sabırsızlıkla bekliyorum.

Saygılar
Kullanıcı avatarı
Pc_Commander
Yeni Üye
 
İleti: 39
Kayıt: 19 Haziran 2007, 14:50
Konum: İstanbul

Okunmamış iletigönderen djoz » 01 Ağustos 2007, 22:33

Bobinli filtrelerin amacı yüksek frekanslı denebilecek parazitleri engellemek (anlık çat çut sesler gibi),
bazı teknik olumsuzluklardan dolayı şebeke frekansını engelleyebilecek endüktanslarda yapılmazlar, o yüzden sarım sayıları nispeten azdır...
En son djoz tarafından, 01 Ağustos 2007, 22:41 tarihinde değiştirildi, toplamda 1 değişiklik yapıldı.
Resim
Kullanıcı avatarı
djoz
Yeni Üye
 
İleti: 17
Kayıt: 01 Şubat 2007, 00:42
Konum: Istanbul

Reklamlar

Okunmamış iletigönderen e154 » 01 Ağustos 2007, 22:40

zaten şebeke gerilmide saf 50 Hz değildir içinde bir çok harmonik bulunmaktadır. Endüstrşde bunları temizlemek için en uygun sistem on-line kesintisiz güç kayanğı kullanmaktır. yani şebeke geriklim,ni doğrultıu aküde depolar ve tekara a.c ye çevirir. böylelikle şebekedeki hiç bir parazit sisteme karışmaz.
e154
DIY Audio Gurusu
 
İleti: 967
Kayıt: 25 Temmuz 2007, 02:19
İl: Ankara
Meslek: Elektrik Teknikeri

Okunmamış iletigönderen drhardware » 02 Ağustos 2007, 10:24

Tabii. Aslında standart bir stabilize güç kaynağında "pi" tipi filtre olur. Yani kondansatör + bobin + kondansatör. Ancak yüksek akımlı ve yüksek indüktanslı ve düşük özdirençli bobinlerin yapmı bir hayli zor olduğu için burada anlatmadım. Aslında ben de kullandım desem yalan olur.
Burada olması gereken şey aslında dirençli pi tipi yani CRC, büyük kondansatörümüzün arkasına 0,22ohm (veya 0,33) 5W ve arkasına da yine aynı büyüklükte bi büyük daha ve sonra 100nF gibi bir pi devresi kurulusa çok daha iyi sonuç verir. Hatta devre çıkışına 12K 1/W direnç paralel olarak, ve de 2,2 ohm 2W ve 100nF snubberizing eklenirse müthiş olur.
Ama dediğim gibi bu temel devre. En az bunu yapmanız lazım. Diğerleri zamanla yapılacak şeyler.
Mesela benim RAS100 projesinde uyguladığım "pi" + "snubberising" eklentili PSU oldukça iyi bas cevabı verdi ve artık yüksek güçlüler için o şekilde kullanıyorum. Çizimini bulabilirsem eklerim.
Kolay gelsin.
Kullanıcı avatarı
drhardware
Eski Site Sorumlusu
 
İleti: 1072
Kayıt: 12 Aralık 2006, 17:08
İl: Ankara

kondansatör akım ve dalgalanma hesabı

Okunmamış iletigönderen umut1001 » 05 Ağustos 2007, 12:04

arkadaşlar merhaba..ben elektronik mühendisi olarak size olayın biraz da formüllerinden bahsedeyim..bir köprü diyot ve kondansatörden oluşan güç kaynağından akım çektiğimizde bir gerilim dalgalanması oluşur..bunun formülü:
V(dalgalacık gerilimi rms)=Idc*t/c

arkadaşlar burada Idc çektiğimiz akım..t şehir şebekesi veya herhangi bir alternatif gerilim kaynağından alınan gerilimin yarıperiyodu(şehir şebekesi gerilimi için 10ms dir) c ise kondansatörün sığası..siz ne kadar gerilim dalgalanmasını azaltmak istiyorsanız c yi yani kapasiteyi artırmak zorundasınız..tabii regüle entegreleri de kullanarak gerilim dalgalanmasını azaltabilirsiniz..

yalnız bu verdiğim formül teoriktir..pratikte toleransları da hesaba katmak gerekir..

sevgiler saygılar
umut1001
 

Ynt: Yüksek güçlü Audio devrelerinde doğru besleme..

Okunmamış iletigönderen gevv » 28 Ekim 2009, 00:45

Teşekkürler faydalı bir makale olmuş
Umarım gelmez ilham perilerimin sonu. Modifiye uzmanı web üzerinde 320volt ile yaktı mumu.....
Kullanıcı avatarı
gevv
DIY Audio Takipçisi
 
İleti: 67
Kayıt: 27 Ekim 2009, 01:04
İl: ist


Güç Kaynakları

 


  • Bu konular da ilginizi çekebilir:
    Cevaplar
    Gösterim
    Son ileti

Kimler çevrimiçi

Bu forumu görüntüleyenler: Kayıtlı kullanıcı yok ve 2 misafir