¿Conduce LM3886 a 100 KHZ en la configuración Bridge Tied Load (BTL)?

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¿Alguien tendría experiencia manejando un par de amplificadores de potencia de obertura LM3886 en BTL con una onda sinusoidal de hasta 100 KHz?

Mis parámetros:

  • Banda de frecuencia de interés: 20 kHz a 100 kHz, onda sinusoidal
  • La carga es puramente capacitiva, 10-20 Ohm, 5000 pF
  • Suministro de energía para cargar: hasta 50 vatios RMS
  • Configuración del amplificador: puente atado de carga
  • THD / ruido, incluso hasta 5%, no es una preocupación
  • Potencia: no regulado +/- 35 voltios 5 + 5 amperios, condensador de depósito de 10000 uF en cada riel

Encontré un documento técnico útil sobre BTL con LM3886 . Sin embargo, la banda operativa para este documento es 20Hz-20KHz.

Comenzando con el esquema de aquí : ingrese la descripción de la imagen aquí

Por supuesto, los valores de la parte de entrada / salida / retroalimentación mostrados tendrían que cambiar para mi banda de frecuencia de interés, pero mi fu analógico está un poco oxidado alrededor de 1988, por lo que hay que repasar.

Mis preguntas:

  • ¿Funcionará esto en absoluto? (No veo por qué no, pero no encontré información útil)
  • ¿Alguna sugerencia sobre un amplificador de potencia de un solo chip diferente para usar en su lugar?
  • ¿Para qué beneficio debo diseñar?
    • Interés más inmediato: ¿qué rango de entrada de Vpp se necesita?
  • ¿Qué debo tener en cuenta en términos de retroalimentación / compensación y gestión de estabilidad?
    • La información encontrada hasta ahora es para el rango de frecuencia de audio, poca mención de frecuencias altas
    • Encontró una discusión sobre la oscilación a altas frecuencias (50KHz +) debido a los casquillos electrolíticos .
    • No se encontró información sobre la conducción de carga capacitiva, como audio = cargas inductivas, por lo general.
    • ¿Cómo obtengo una respuesta esencialmente plana para 20-100 KHz?
  • Para la fuente de alimentación:
    • Recomendaciones entre puente simple y doble
    • ¿Es bueno el cálculo de 5 + 5 amperios, con un margen razonable?
    • ¿Existe una alternativa de fuente de alimentación conmutada que pueda ahorrar costos / reducir el calor?
  • Cualquier otra cosa crítica para abordar incluso en la etapa experimental ( bricolaje único, no va a producción )

Cualquier otra entrada / ayuda / consejo agradecidamente aceptada!

power-supply amplifier ultrasound capacitive Anindo Ghosh
fuente
Estoy haciendo un diseño similar y necesito ayuda con las mismas preguntas como esta.
Proyectos emocionantes
¿Estás tratando de conducir tu cosa de sonar Anindo? Tengo un amplificador de potencia decente y un circuito controlador que utilizo para manejar 600kHz a aproximadamente 100Vp-p en una carga reactiva del 90%. Estoy seguro de que hará brisa 100kHz. La mano izquierda no puede recordar los FET (¡lunes otra vez!) Pero utiliza una variable de CC a CC para alimentar un amplificador de potencia.
Andy aka
@Andyaka conduzco un transductor ultrasónico Langevin, capacitivo puro, impedancia de 10-20 ohmios (a frecuencia de resonancia), carga de 5000 pF. Los niveles de potencia ahora relevantes son del orden de 500 vatios en resonancia, los transductores de 50 vatios fueron para un prototipo donde finalmente utilicé un par de amplificadores operacionales de alta corriente (3 amperios). Todavía necesito una buena solución para la versión de 500 vatios.
Anindo Ghosh
Maldita sea, 500W es un poco demasiado para mi circuito. En la resonancia, ¿se vuelve resistiva, es decir, es real o de potencia VA?
Andy aka
@Andyaka El 500W es potencia VA. La potencia real es de alrededor del 1,5% al ​​10%, dependiendo de la calidad del transductor con perno. Los baratos del 10% son similares a los transductores de limpiadores ultrasónicos industriales, se calientan bastante a la máxima potencia. Además, ¿su circuito amplifica formas de onda arbitrarias, o es una onda cuadrada (usted mencionó los FET)? El desafío es con las ondas sinusoidales (que provienen de un IC analógico DDS). Para las ondas cuadradas, los generadores ultrasónicos de tipo H-Bridge genéricos disponibles en el mercado funcionan perfectamente, incluso en el rango de 3 kW.
Anindo Ghosh

Respuestas:

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Su carga se ve principalmente resistiva, no capacitiva. Creo que la mayoría del diseño incluye un condensador grande entre el altavoz y el controlador para bloquear la CC, ya que solo le interesa el audio. Entonces sería una carga capacitiva (¿tal vez esa es la intención?). De todos modos, asegúrese de no usar un condensador polarizado.

Su entrada acoplada a CA está demasiado filtrada. Necesitas reducir esos 22kohm.

Tampoco necesita ese filtro grande en el pin de silencio a menos que realmente lo esté usando.

Es posible que desee agregar un condensador en paralelo con su resistencia de retroalimentación para proporcionar el filtrado de alta frecuencia.

¿Leíste la hoja de datos? Tiene algunos buenos consejos de diseño.

Pirómano análogo
fuente
"La carga es puramente capacitiva ". ¿Leíste la pregunta?
Anindo Ghosh
"capacitivo puro" seguido de 10-20ohms. Esa es una carga resistiva bastante pesada, pero parece que tal vez 10-20ohms está en una frecuencia específica. Mire la página 22 "carga reactiva". Hablan de desacoplar la carga con una resistencia real. Hay un modelo de especias para que pueda realizar un análisis de bucle abierto y verificar sus márgenes de fase / ganancia para cualquier carga capacitiva. También hay técnicas de compensación (límite de salida a entrada de opamp) para mejorar la estabilidad.
Pirómano analógico
Sí, 10-20 ohmios, o menos para los transductores de mayor potencia, está en resonancia. A +/- 100 Hz, esto supera los 600 ohmios, hasta llegar a 10k + lejos de la resonancia. Los transductores piezoeléctricos tipo Langevin tienen una resonancia terriblemente aguda y una Q muy alta. También cambian las frecuencias resonantes entre unidades y con el tiempo debido a las condiciones ambientales. La parte real de la impedancia es minúscula, solo los cables y la soldadura en su mayoría.
Anindo Ghosh
Además, esta aplicación no es en absoluto audio, las frecuencias resonantes de los transductores son de un mínimo de 20 kHz, hasta 100 kHz, puramente ultrasónicas. Esto se afirmó en la pregunta original.
Anindo Ghosh