LME49830推2对MLE20/MJD20的功放最高多少供电合适？？

wen519

zergxia 发表于 2019-3-31 21:41
哈哈，兄弟，60V可准？
供电回路串100W灯泡保护，音量电位器位置适中，输出带电阻负载，接示波器
然后 ...

兄弟我现在是用旧变压器（600W环牛）绕线升到的，今天空载交流是双43.5V，整流后是正负60.6V（胜利890C+表测），带板静态是60.1V（双并，每管40MA），动态时电压基本在58-59间波动。今天用一个8欧的炮灰舞台低音喇叭座在一个胶水桶来试音。

wen519

今天，只用新到的信号发生器来测试，由于对该仪器不太熟，测试过方波，正弦波，三角波，2V输出，均未见失真，自激现象。（示波器是鼎阳数字SDS1202 200M双踪，打自动档）

hifi老顽童

我的LME49830TB推二对MLE20/MJD20用了二年多，很正常，50V直流供电,直耦式，每管180mA，左右声道各一块300*160散热器，几小时43℃左右。

牛骑兵

建议楼主再仔细研究一下所用管子的Datasheet，下面是IRFP240和IRFP9240的SOA曲线：





根据这个曲线，当管子压降30V时，这个电压基本对应60V供电时的管子最大功耗，室温下管子可以承受的最大10ms脉冲电流是10A。

假设低频大动态时的频率是20Hz，则单脉冲宽度大约是25ms，此时推算出的电流要减小1.6倍，因此可承受最大电流变成了6A；

再考虑到上述曲线是从25度到150度的结温上升过程，实际上大功率工作时结温基本上都接近90度了，因此6A还要对折一下，只剩下不到3A；

4欧姆负载在30V输出电压时的电流是7.5A，两对管时每个管子3.7A，已经超出了SOA曲线允许电流，烧管基本上就是正常现象了。


所以，如果用60V供电两对管子，只要功放先处于大功率输出一段时间，管芯温度先上升到一定程度，然后来个极低频的爆棚信号，管子
被烧掉的可能性就很大，多来几次，基本上可以肯定无法幸免。


再考虑到并联管未必总能保证电流均衡，因此用三对管都未必可靠，从安全性角度来看，至少需要设计成四对管子才靠谱。

严格的厂机设计都需要考量这个问题，因此常常是一堆管子并联输出。

zergxia

牛骑兵 发表于 2019-4-1 03:01
建议楼主再仔细研究一下所用管子的Datasheet，下面是IRFP240和IRFP9240的SOA曲线：

又学到了一些东西
有一点需要补充，在30V压降下，只要散热良好，最大电流不是3A，是5A
刚好是管子极限150W耗散功率，irfp240的pdf可能没给出，其他一些同封装的的管子除了给出10ms曲线外还明确给出了在30V压降下的DC电流（长时间）为5A

4欧负载每管3.75A电流，距离5A还有1.25A的安全空间，考虑到管子的电流差异和部分频段喇叭的阻抗会低于标称阻值，这个安全空间是必要、合适的，而楼主之前用70V时最大电流是4.3A不到，安全空间过小，所以我个人还是认为60V供电应该是安全运行的极限。

牛骑兵

zergxia 发表于 2019-4-1 07:55
又学到了一些东西
有一点需要补充，在30V压降下，只要散热良好，最大电流不是3A，是5A
刚 ...

这个150W是有条件的，要求外壳温度必须维持在25度。也就是说需要强制散热，保证外壳足够冷。

按照这个数据，当外壳温度达到88度时，就只能承受75W以下的直流功耗了，对应的30V电流不到2.5A。

有些TO-247的管子，外壳25度时的最大耐受功率甚至可以达到300W，这个应该跟管芯同热沉之间的热阻，以及管芯电路内部结构有关系。管芯面积大的，热阻就小，可以承受的功率就会大；管芯薄，敏感部位离热沉近，同样可以减少热阻，提升耐受功率。

明显这个240和9240的管芯面积不会太大，从Ron参数就可以看出来，因此最大耗散功率150W基本正常。

zergxia

牛骑兵 发表于 2019-4-1 08:28
这个150W是有条件的，要求外壳温度必须维持在25度。也就是说需要强制散热，保证外壳足够冷。

按照这个 ...

学习了

我正在筹备类似的功放，电压也是60V，为了留出更多的安全空间，尽可能使用8欧音箱吧，对功放的电流驱动能力要求更低一些

由此对国半那个演示板子再一次加深了理解，虽然用到了60V电压，虽然理论上4欧负载能到300W以上的功率，但他们还是很理性的标注为125W功放，这既有控制失真的目的，也有限制耗散功率的考量吧
自用时就得注意音量不能太大超功率了

超低失真之梦

牛骑兵 发表于 2019-4-1 03:01
建议楼主再仔细研究一下所用管子的Datasheet，下面是IRFP240和IRFP9240的SOA曲线：

你这么一说  这个工业场效应管，竟然 只能安全输出3A 电流了。   

想问下  左下角那个  tj=150  是什么意思。   

牛骑兵

超低失真之梦 发表于 2019-4-1 09:57
你这么一说  这个工业场效应管，竟然 只能安全输出3A 电流了。   

想问下  左下角那个  tj=150  是什 ...

Tc = 25，表示外壳温度维持在25度；Tj = 150，表示结温达到150度时所承受的单脉冲热耗。

至于能承受多大电流，最终是要看功率，也就是Vds和Ids的乘积，Vds小一些，Ids就可以大一些。3A这个限制，是在一些特定条件下的安全约束。

牛骑兵

zergxia 发表于 2019-4-1 09:18
学习了

我正在筹备类似的功放，电压也是60V，为了留出更多的安全空间，尽可能使用8欧音箱吧，对功放的 ...

我个人也是比较倾向于采用高阻抗音箱，热设计和安全性方面可以省掉不少麻烦。

理论上讲，如果采用4欧姆音箱，供电超过双35V时，从安全性方面考量就应该采用并管方案了。

超低失真之梦

牛骑兵 发表于 2019-4-1 10:37
Tc = 25，表示外壳温度维持在25度；Tj = 150，表示结温达到150度时所承受的单脉冲热耗。

至于能承受多 ...

Tc = 25，表示外壳温度维持在25度；Tj = 150，表示结温达到150度时所承受的单脉冲热耗。

你的这个解释 ，怎么前后不一致，  区别对待呢，

为什么tj  不是维持150度呢？

牛骑兵

超低失真之梦 发表于 2019-4-1 10:59
Tc = 25，表示外壳温度维持在25度；Tj = 150，表示结温达到150度时所承受的单脉冲热耗。

你的这个解释 ...

表中写得很清楚：“SINGLE PULSE”。

表示之前没有功耗，此时外壳和结温都是25度，脉冲加上去后，外壳维持25度，结温上升到150度。

wen519

牛骑兵 发表于 2019-4-1 03:01
建议楼主再仔细研究一下所用管子的Datasheet，下面是IRFP240和IRFP9240的SOA曲线：

谢谢兄弟的提点，认真体会了兄弟提供的宝贵经验，也基本弄明白白白损失2对MJD20MLE20和2对IRFP240IRFP9240、2块49830的原因，所以双60V以下供电才是安全的！原来推荐双55V极限供电应该是就是根据于此！再次谢谢兄弟！

补充内容 (2019-4-1 22:32):
看来功放末级管不能只看表面的最高耐压、最大电流、最大管耗。要认真了解安全运行参数！

mufasa

超低失真之梦 发表于 2019-4-1 09:57
你这么一说  这个工业场效应管，竟然 只能安全输出3A 电流了。   

想问下  左下角那个  tj=150  是什 ...

其实就是这样的。。。。

我用 IRFP2907 IRFP260N IRFP250 等等管子做过电子负载机。

IR的管子确实很结实，可以耐150甚至175度高温。
但电子负载机，线性应用，电力全部转化为热能，也是非常厉害的。

我直接把管子拧在散热器上（涂硅脂，散热器带电），已经是最佳散热条件了。

IRFP260N单管功耗的极限，也就12V 7A 84W 左右。
IRFP2907 的极限功耗是 10V 10A 100W 左右。

如果给到30V电压，只有3A电流是很正常的。

mufasa

IRFP2907 直接装散热器，承受 15V 10A 150W 管耗，瞬间烧毁，管脚的焊锡都烧熔化了。。。。只是电压低，没炸裂而已，里面是彻彻底底烧毁了，三个脚之间全短路。

烧毁之前承载的极限是，12V 10A 120W 管耗。。。。散热器可以烧开水。。。。然后电压到15V，崩了。

基本上可以认为To-247封装能够承受的极限在100W左右，为了安全，应当控制在50W以下。

做功放嘛。。。。因为音乐信号平均功率并不高，我还真没想到过这个问题。

之前1812炮曲也只是震得前级的继电器出了点问题，后级并没有烧。

看来以后爆棚玩。。。。还得悠着点。。。。

zergxia

wen519 发表于 2019-4-1 22:19
谢谢兄弟的提点，认真体会了兄弟提供的宝贵经验，也基本弄明白白白损失2对MJD20MLE20和2对IRFP240IRFP924 ...

晚上我再次研读了国办的官方PDF，一点收获跟朋友分享：

1.国半用到±60V是为了能在8Ω负载下输出125W的低失真功率，如果电源电压低于±60V则8欧负载下因为电压不够，达不到125W的低失真功率。国半给出的这个电压和功率差不多也就是两对管时能安全工作的极限了。

2.同样的输出功率，音箱阻抗越低，需要的驱动电流越大，功放输出级的耗散功率也越大。在实际应用中，接入4Ω音箱后，不小心按照8Ω音箱的使用习惯调整音量电位器，致使功放烧毁的案例并不鲜见；以±60电压、8Ω负载输出125W为例，输出的平均电流放宽一点约为4A，以此为基准，如果要确保输出电流不超过4A，那么在4Ω负载下的最大功率为64W、5Ω负载下的最大功率为80W、6Ω负载下的最大功率为96W。实际上哪怕保持输出电流不变，负载阻抗降低以后功率管的分压会增高，输出级的耗散功率还是会不断增长。如果要保持输出级耗散功率不变，那么4Ω负载能达到的最大输出功率还要继续缩水。

3.不知道楼主的音箱阻抗多少，如果是8Ω还好说，供电电压从±55V提升到±70V时输出级的耗散功率增长相对平缓一些（但依然超了，只是放烟花会相对慢点），如果是4Ω，电压提升为±70V后那功耗增长压都压不住，增长曲线很陡峭，楼主又喜欢大音量……

4.要提高输出功率，提高输出电压和提高输出电流都很重要，两条腿瘸了哪一条都不行，8Ω负载对电压的要求更高，4Ω负载对电流的要求更高；楼主的初衷是换音箱后想提升功放的输出功率，先瞧瞧音箱的阻抗是多少，如果是8Ω，那么提升供电电压是合适的，提升到±60V就是极限，最大输出125W功率。如果是4Ω，那提升电压就不合适了，因为电压早就够了，甚至超了，缺的是电流，短板是输出级功耗限制，正确的办法是保持耗散功率不变，适当降低供电电压来换取更大的输出电流，使4Ω负载达到125W最大功率，如果不降电压则需要并联更多的管子提升电流输出能力，分摊增长的输出级功耗，避免超温烧毁

5.学习、思考了一整晚，终于弄明白了这个两对管的电路结构最大功率只能到125W，因为受功率管最大耗散功率的限制，无论如何都只能到125W，不管是4Ω、5Ω、6Ω还是8Ω，极限输出功率就是125W。8Ω、±60V时输出级的耗散功率就是极限参数（国半PDF给出数据：输出级耗散功率91W，瞧瞧，是不是很保守？高温下4个管共91W正合适），在这个天花板下，8Ω时需要的供电电压最高，输出电流最小，4Ω时需要的供电电压最小，输出电流最大（没有此封装超出功率管最大电流），唯一不变的核心是保持输出级耗散功率不变。要打破这个天花板只有一个办法，增加功率管！

感谢楼主的帖子，也感谢楼上各位朋友的解答，让我又学到了一些东西：
我发现我之前参照官方电路弄的板子使用±60V电压并不合适，因为我的准备买的音箱是5Ω阻抗，使用60V电压反而达不到最大功率。
按照国半PDF公式PD(AMP)MAX = VCC2/(2π2RL) ，在5Ω负载下要保持输出级最大耗散功率91W不变，需要使供电电压降低为±47V；已知8Ω125W时电压摆幅为44.7V，约为60V供电电压的75%，那么47V供电时假设最大输出摆幅为电源电压的75%，则47*0.75=35.3V，刚好等于5Ω125W所需电压摆幅。

目前我还有一点没弄清楚，如果供电电压降为±47V后，是否真的能输出35V的电压摆幅，毕竟MOS管的开启电压又不会变，各种损耗也不会按照75%的固定比例降低，5Ω负载下的最优解应该比±47V略高一些，最大输出功率扣除损耗应该也达不到125W，但缩水不是太多可以接受，不知道有没有大佬可以对此指点一二

补充内容 (2019-4-2 01:51):
更正：4Ω负载125W功率时的最大电流并没有超过此封装功率管的最大电流参数，因此我认为在耗散功率一定的前提下，可以降低电压换取最大输出电流的提升，以满足4Ω负载所需，达到最优解

超低失真之梦

mufasa 发表于 2019-4-2 00:38
IRFP2907 直接装散热器，承受 15V 10A 150W 管耗，瞬间烧毁，管脚的焊锡都烧熔化了。。。。只是电压低，没 ...

你这测试应该是  直流测试，  直流测试的话肯定耐受不了，   如下图
dc  线   

  如果是20hz正弦波的话应该可以 承受  30v  20a   换算下来 可以   负载1.5欧姆阻抗而不烧。

zergxia

超低失真之梦 发表于 2019-4-2 09:25
你这测试应该是  直流测试，  直流测试的话肯定耐受不了，   如下图
dc  线   

图上是一个类似封装的MOS管，2SK1530，散热能力明显比上面楼朋友“牛骑兵”贴的图要大不少
在器件外部温度、散热器温度保持在理想值25°时，表中明确给出30V DC直流可以到5A，刚好150W满功耗，100ms脉冲信号可以到9.5A，10ms脉冲信号可以到17A（上面楼的图是10A）
20Hz周期50ms ，单个半周脉冲是25ms ，个人估算此管30V时大概能承受12A左右的25ms脉冲电流，考虑到外部温度，12A还要继续打折

以“牛骑兵”的图来算，10A打折成6A是比较靠谱的，考虑到散热器接触部位的温度远比25°高，6A继续打折也是比较符合逻辑的，看起来并没有问题

不知道我这么理解有没有问题

想学维修

这折扣，快要亏本了。。。。
这帖子不错，的确能学到东西

超低失真之梦

zergxia 发表于 2019-4-2 10:14
图上是一个类似封装的MOS管，2SK1530，散热能力明显比上面楼朋友“牛骑兵”贴的图要大不少
在器件 ...

我觉得这个折扣打的有些多了，实际功放应用 100ms脉冲信号可以到9.5A  按照这个算即可。



牛骑兵的电子负载测试，跟实际的音频应用不一致，不能拿他的电子dc负载来决定功放应用功率需求。

如果牛骑兵，能做个乙类输出场效应管测试，最大耐受，那个才可以参考。  
具体，做个乙类对管场效应管输出级，供电正负60v  负载4欧姆，然后慢慢加大20hz正弦波输入幅度，直到功率管烧毁，记录输出正弦波电压，即可得出实际极限应用情况。