Class-D Fullbridge 8 fet heatsink atas

 

Hello gais divideo kali ini saya mau review power amplifier class-d fullbridge 8 mosfet lagi tapi sedikit berbeda , menggunakan heatsink atas seperti ini PCB nya. 

PCB ini saya desain sesuai request, untuk skema masih sama seperti class-d fullbridge d3k9 8 fet, kalau versi 4 fet yang d2k5. skema desain dari bapak kartino surodipo, namun untuk totemnya menggunakan totem IC TC4420 sebanyak 4 buah. untuk fitur2nya masih sama ada fitur dcp, indikator sinyal, limiter yang video cara seting  sudah saya buatkan sebelumnya sama persis cara setingnya. kemudian ada ocp, Untuk ocp ini saya tutorialkan juga cara setingnya divideo ini. Namun PCB ini mungkin tidak akan dijual PCB saja, namun dijual kit jadinya, yang tinggal pasang power supply.

Dan berikut contoh kit yang sudah jadi, teman2 bisa order kit ini melalu link yang ada dideskripsi. Kit ini nantinya akan saya supply dengan tegangan sekitar 130VDC CT atau 260VDC +-. nanti akan saya test load di beban 8 dan 4 ohm serta cara seting OCPnya, seting OCP juga berlaku pada kit amplifier D2K5 maupun D3K9 fullbridge. Resistor sensor OCP sengaja saya lepas untuk nanti kita coba menggonta ganti nilai resistor sesuai arus maksimal yang diinginkan agar amplifier bisa protek saat terjadi arus berlebih.

Resistor sensor ocp ada di R105 dan R110 label di bagian bawah PCB.

oke sebelum lanjut pengetesan saya akan berbagi tips bagaimana cara order PCB di JLCPCB dan menggunakan layanan SMT Assembly, apa itu layanan SMT Assembly?

Oke kita lanjut lagi, berikut catu dayanya, catu daya SMPS by syaelend tech ini produk yang lama tegangan output dual CT 65VDC ,tegangan output saya seri menjadi 130VDC CT. Tapi smps ini belum regulasi. jadi nanti tegangan outputnya masih bisa turun jika tegangan AC input turun. 

kita pasang dahulu kabel supply sutama ke amplifier, kemudian tegngan bias, potensiometer 10K dan juga kabel input.

kemudian saya pasang dahulu R sensor OCP di R105 dan R110.

ini saya pasang resistor 4K7 dari bawah dahulu , resistor sengaja saya pasang dari bawah supaya lebih mudah nanti mengganti resistornya. 

Saya pasang voltmeter DC untuk memantau tegangan supply utama + -. saya pasang oscilloscipe untuk memantau tegangan keluaran dan bentuk sinyal outputnya.

ini saya pasang beban langsung di 8 ohm dulu, dan saya pasangi current probe dijalur output ke beban untuk melihat keluaran dan bentuk sinyal arus amplifier. 

dan saya pasang voltmeter dc dioutput untuk memantau dconya.  saya nyalakan dahulu smpsnya. ini smps sudah menyala tegangan supply terbaca 255VDC. 

input saya ambil dari audio generator sinyal sinus dengan mode burst 10mS, supaya lebih enteng di catu daya. nantinya bisa juga untuk mengkalkulasi daya keluaran di beban 4 ohm. kalau sinyal sinus secara kontinyu listrik saya pasti sudah trip duluan karena hanya 1200VA. bagi yang belum tau apa itu sinyal burst bisa ditonton video yang ada dideskripsi.

oke jadi ini volume sudah saya buka ,tegangan dan arus sudah keluar bisa dilihat dioscilloscope, garis warna kuning adalah tegangan keluaran, dan yang warna biru adalah keluaran arus. 

disini bisa kita lihat ketika tegangan naik otomatis arus keluaran juga akan naik. nah naiknya arus ini bisa dibatasi dengan rangkaian ocp yang tadi saya sebutkan. 

ketika arus naik dikisaran 15-16A maka OCP aktif sebelum titik clip, rangkaian ocp akan mengirim sinyal high ke Pin shutdown IC IR2110, sehingga ic akan tershutdown mengikuti irama keluaran arus , atau kalau diinjek sinyal burst ini di sinyal sinus akan terputus2. kalau sinyal seperti ini masuk kespeaker, biasanya akan keluar suara njedok njedok di speker. dan DCO juga pasti akan naik pas keadaan OCP belum aktif spenuhnya, akan tetapi sinyal high keluaran OCP ini saya fungsikan juga untuk mematikan relay speaker. jadi suara tersebut tidak akan keluar karena speaker sudah terputus. kalau pun keluar suara jedok atau brok2 dispeaker saat terjadi OCP, biasanya terjadi kalau OCP hanya akti sepersekian mS. artinya OCP lebih cepat menshutdown ic daripada menonaktifkan relay atau keadaan protek, kemudian relay ON lagi, jika masih dalam keadaan OCP aktif maka relay akan off dan on lagi berulang2 selama OCP masih aktif.

jadi nilai resitor sensor OCP di 4K7 dengan nilai R Sense R noble 0.1R, maka batasan atau sensitifitas terjadi proteksi beban berlebih pada keluaran arus sekitar 16-15A. atau kalau dikeonverkan ke daya di beban 8 ohm sekitar 1800W an. untuk menaikkan batasan atau sensitifitas bisa dinaikkan R sensor OCP atau menurunkan nilai R Sense0.1 Ohm R R71 R106 R111 dan R112. OCP aktif bisa ditandai di led OCP nyala akan terang, kalau keadaan stanby led nyala sedikit gak jadi masalah. malah bisa jadi tanda kalau PWMnya sudah aktif hehe.

Jadi ini saya naikkan saja R sensornya dlu, saya ganti keduanya dengan resitor 15K ohm.

kita coba lagi berapa batas arus OCP akan aktif, ini amplifier sudah bisa mencapai titik clip dan OCP belum aktif , keluaran arus bisa sampai 19A. dari video ini kitajuga bisa kalkulasi keluaran amplifier di 8 ohm yaitu, 147VAC x 19.4A = 2850W. untuk efisiensi psu saya belum bisa kalkulasi karena untuk memantaunya juga pakai oskiloskope arus menggunakan current probe. 

Oke langsung kita coba di 4 ohm, beban saya pindah dahulu, kita naikkan lagi volumenya, arus sebelum clip, arus keluaran 33A OCP sudah aktif. jadi kita naikkan lagi sensitifitas OCP nya, R sensor akan saya ganti di 22K ohm.

Kita coba lagi gas, apakah masih protek sebelum mencapai klip, nah disini sudah tidak protek lagi. amplifier sudah bisa clip, untuk titik clipnya ini kenapa yang bagian atas saja? karena yang terekord di oscilloscope saya ambil diawal sinyal burst. dan lebar burst nya sudah saya turunkan, kalau di 10mS SMPS trip dahulu karena maksimal keluaran 3500W. dan kalau saya tampilkan lebih zoom out lagi diosciloscope maka pembacaan tidak bisa akurat, jadi saya hanya mengambil titik clip diawal. 

Dan ini bisa dikalkulasi daya keluaran di 4ohm sebelum mencapai klip yaitu. 142V x 36.8A yaitu kisaran 5100W, kita bulatkan saja di 5000W. daya yang sangat besar yang dihasilkan class-d fullbridge di tegangan 130VDC CT. dan kalau pun di tes sinyal sinus kontinyu, minimal smps harus diatas 5000W. kita misalkan saja efisiensi amplifier ini 85% maka daya SMPS yang dibutuhkan 5000/85%=6250W. jadi daya keluaran smps yang dibutuhkan 6250W jika output amplifier 5000W. kalau daya listrik AC PLN yang dibutuhkan? ya bisa lebih besar lagi tergantung efisiensi SMPSnya. 

Okay lalu berpa arus OCP akan aktif jika R sensor 22K.

saya ganti dahulu beban di 2 ohm.

kita naikkan lagi , keluaran arus di 55A OCP sudah aktif, ini terlalu tinggi arus untuk OCP nya, saya batasi saja di 33A dengan menggunakan R 15K tadi supaya lebih aman dan rekomendasi penggunaan speaker di 4 ohm, karena kalau di 2 ohm dengan supply high volt 130VDC CT itu sangat rawan jebol amplifiernya , dikarenakan juga menggunakan heatsink atas otomatis dimensi heatsink juga terbatas, sirkulasi udara dari kipas harus bisa maksimal untuk pendinginan heatsink.

oke kesimpulannya , untuk mengatur sensitifitas OCP ada di R Sensor dan R Sense, kalau R sensor semakin besar maka kuran sensitif dan sebaliknya jika semakin kecil maka semakin sensitif, kalau r sense yang 4 buah R noble 0.1R itu semakin besar maka semakin sensitif dan sebaliknya.

Jaid seperti itu ,kalau OCP terlalu sensitif dan relay tidak segera off, biasanya akan timbul suara jedok dispeaker, tapi suara jedok atau brek tidak selalu dari OCP, bisa juga psu terlalu drop, DCO diatas 3V, psu bias drop, Osilasi dan ada lain2 yang bisa dideteksi satu satu, kalau menggunakan oscilloscope mencari permasalahan akan lebih mudah.