diário de construção: superfly

[marcao_cfh]

Um amigo que mora nos EUA veio pra cá a passeio, e eu pedi pra ele me trazer um presente: algumas válvulas submini. Então dei início à construção de um Superfly, que é basicamente o Firefly do Doug Hammond usando as válvulas submini. Para esse projeto, estou usando duas 6N16B, fonte SMPS com o 555 e transformador de saída da Schatz.

Alguns podem pensar "ah ele começou um amp (Express com a ECL85), nem terminou aquele e já começou outro?". Sim, sou assim mesmo, começo um monte de coisa ao mesmo tempo e demoro pra terminar todas elas

Layout feito no Eagle. A placa de cima é o amplificador, a de baixo é a fonte SMPS.


Fonte SMPS pronta. Consegui sem carga cerca de 140V com o timpot no meio, e pouco mais de 180V com o trimpot no máximo. Essa tensão máxima começou a cair com o tempo, enquanto o mosfet começou a esquentar. Acredito que o comportamento seja normal.


Placa do amplificador, vista pelo lado dos componentes.


A mesma placa, vista pelo lado das trilhas. Usei soquetes torneados de circuito integrado para conectar as válvulas.


E falando nelas... Coloquei um soquete em cada uma também, para facilitar a colocada/retirada delas no circuito.


Teste inicial. Um monte de fio pra todo lado .


O som está mais baixo do que eu esperava. Mas estou tendo alguns problemas com a SMPS (provavelmente causados pela falta de dissipador de calor no mosfet), e acredito que o volume irá aumentar um pouquinho assim que eu resolver esses problemas.

Atualizo o tópico assim que avançar no projeto.

[bossman]

Baita ideia essa dos soquetes nas válvulas ! E... ponha o dissipador no MOSFET (com pasta térmica).

[marcao_cfh]

O dissipador vai ser a própria carcaça do amp, por isso não coloquei ainda. E também tenho que isolar o mosfet da carcaça, mas preciso comprar a mica e bucha de plástico. Mas vou colocar no próximo teste, nem que seja provisoriamente.

Vou usar papelão para isolar entre as placas e a carcaça. Acredito que, mesmo com a tensão mais alta e consequentemente maior diferença de potencial entre o B+ e a carcaça, duas camadas de papelão irão isolar bem. De qualquer maneira, a lâmpada de teste será sempre usada para os testes

Dúvida besta, mas que nunca passei por essa situação: no caso do mosfet com mica isolante, devo passar pasta térmica entre o mostef e a mica, entre a mica e a carcaça ou as duas opções ao mesmo tempo? Acredito que seja somente entre a mica e o mosfet, mas melhor confirmar antes de fazer besteira.

[blackcorvo]

Dúvida besta, mas que nunca passei por essa situação: no caso do mosfet com mica isolante, devo passar pasta térmica entre o mostef e a mica, entre a mica e a carcaça ou as duas opções ao mesmo tempo? Acredito que seja somente entre a mica e o mosfet, mas melhor confirmar antes de fazer besteira.

As duas opções, senão você não vai dissipar o calor tão eficientemente.

A pasta térmica ajuda a conduzir o calor para o dissipador, cobrindo ranhuras no material com um condutor térmico. Nenhum metal, por mais polido que esteja, é completamente liso. Sempre há ranhuras, mesmo que nanoscópicas, e quando se conta todas juntas, acabam afetando a condução de calor de forma mensurável.

[marcao_cfh]

Hoje fiz mais alguns testes, com o mosfet aparafusado a uma 1590A que serviu como dissipador. Estou com um problema na SMPS. Com o trimpot no meio, sem carga, obtenho cerca de 154V, que caem para 150V após 1 minuto ou 2, e depois a queda de tensão continua mas lentamente. Observei esse mesmo problema sem o dissipador, mas a tensão caía de maneira muito mais rápida enquanto o mosfet esquentava. Com o mosfet preso à 1590A, o conjunto quase não esquentou, mas teve a queda de tensão.

Ao conectar o amplificador, a tensão caiu de 150V para 70V. A 1590A esquentou consideravelmente, mas ainda ficou "segurável com a mão". Na SMPS, conferi o BC547 e o 555, ambos estavam frios, somente o mosfet esquentou e transferiu o calor para a 1590A. Por não saber se é seguro, não conferi a temperatura do indutor.

Os eletrolíticos não são de baixo ESR. Vou tentar trocá-los e observar se muda esse resultado.

[bossman]

Pra bom entendimento da mensagem do Marcão 1590A = caixa feita de alumínio
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Os eletrolíticos não são de baixo ESR. Vou tentar trocá-los e observar se muda esse resultado.

Tenta trocar o diodo por um do tipo "fast recovery" também

[marcao_cfh]

O diodo é um UF4007.

Tentei acrescentar um capacitor de 100nF em paralelo com o de alta tensão da SMPS, li em um tópico no DIYSB que é uma sugestão na falta de capacitor com baixo ESR. Ele reduziu a taxa de queda de tensão, mas ainda assim cai pra cerca de 70V ao ligar com carga. Estou considerando a possibilidade de ser o indutor que eu usei, pois há relatos de que essa fonte pode chegar a pouco mais de 300V e a minha não chega a 200V.

Independente disso, o timbre está fenomenal!

[bossman]

Independente disso, o timbre está fenomenal!

Opa! Então vale a pena continuar !!

Spoiler (clique para mostrar ou esconder)

onde tá o sample?

[marcao_cfh]

Com certeza vale a pena! Vou testar as seguintes coisas em relação à SMPS, nessa ordem, e ver se soluciono o problema:

- colocar capacitores de baixo ESR;
- refazer o layout;
- tentar achar um IRF644 para usar no lugar do IRF740.

Como estou na etapa de testes, nem tinha pensado em gravar samples. Mas está tudo montadinho aqui, vou ver se consigo gravar algo hoje.
-----Sample gravado com o celular. Ficou um pouco mais grave do que realmente é. Só usei o Superfly e uma caixa 4x12 . Tensão de alimentação ainda em 70V.
https://soundcloud.com/marcao_cfh/superfly/s-E2z32

[A.Sim]

A comparação da tensão de saída é feita contra o Vbe do BC547. É normal que a tensão de saída não fique estável, especialmente com respeito às variações de temperatura.

[xformer]

Na verdade o 555 não é a melhor opção para se montar esses conversores DC-DC tipo booster. Ele é mais um quebra-galho porque o circuito é baseado no multivibrador astável com o 555. O circuito de realimentação e auto regulagem da tensão gerada não vai funcionar direito e ainda por cima altera a frequência de chaveamento ao usar o pino 5 de entrada do comparador.

Achei que você ia usar o MC34063 que é um ci específico pra essa tarefa e é tão barato e fácil de achar como o 555. Além disso, pra usar um conversor chaveado desses, tem um bocado de cálculos de valores adequados de componentes, frequência,  ciclos on/off e monitoramento de corrente, que precisam ser respeitados pra que funcione a contento nos valores de saída desejados.

Não é o caso desse circuito com o 555, onde mal se sabe como vai ser a relação de ciclo ativo, qual a frequência de chaveamento conforme a realimentação, etc. 

[blackcorvo]

(...) Achei que você ia usar o MC34063 (...) 

Esse é um bom exemplo de fonte com ele:

http://imajeenyus.com/electronics/20111010_40-400V_supply/

[Thomas_h]

Eu usei o 555 umas duas vezes, e esse circuito é um pouco temperamental.

Os componentes fazem muita diferença, sendo que tanto o indutor quanto capacitores de baixa resistência são praticamente impossíveis de achar no Brasil, a não ser que você mesmo enrole.

Tem um outro chip parecido usado pela blackstar>

[marcao_cfh]

Eu usei o 555 porque foi a SMPS usada no projeto do Superfly e, como estava lendo muito sobre o Superfly e por conta da correria do dia a dia, acabei me esquecendo do MC34063. Fui na loja de componentes hoje, não tinha capacitores com baixo ESR mas tinha o IRF644. Na próxima ida, procuro o MC34063. Sei que o 555 não é a melhor opção, e que existem CIs bem mais adequados, só me esqueci mesmo.

Vou fazer alguns testes com o IRF644 e com um layout melhor por já ter as coisas em mãos, esse layout que eu fiz ficou bem ruim . Vou providenciar o MC34063 assim que voltar na loja.

Uma dúvida: na SMPS com o 555, há um resistor de 56K entre os pinos 5 e 7 do 555. Já na SMPS usada no GTFO, também baseada no 555, esse resistor não existe. Qual é a função dele? Estou no celular agora, então não consigo postar o esquema.

[marcao_cfh]

Hoje fiz mais alguns testes, sem resultados muito animadores. Não encontrei capacitores de baixo ESR. Refiz o layout de duas maneiras diferentes, para deixar os componentes mais críticos um mais próximo do outro.

Esse layout fiz para usar o IRF644. Ele tem resistência menor, assim esquenta menos. Ao ligar sem carga, a tensão foi extremamente baixa (cerca de 40V) e o capacitor de alta tensão esquentou e vazou, saindo fumaça. Substituí por outro de maior tensão, e o resultado foi o mesmo... No layout coloquei o 2N5088, mas na montagem usei o BC547, rotacionando o transistor.


Nesse layout, usei o IRF740. Consegui cerca de 138V com o trimpot no meio sem carga. Novamente ao ligar o amplificador, a tensão caiu para um pouco mais que 60V e o mosfet esquentou bastante. Segundo o Thomas, nas montagens dele o mosfet não esquentou... Apesar disso, o som continua muito bom. Mesma coisa a respeito do transistor na outra placa.


Incluo o esquema e layout que estou usando. Pode ser que haja algum erro no amplificador e que eu não estou conseguindo enxergar. É basicamente o esquema do Superfly com master volume, adaptado para as 6N16B. Diminuí a tensão no pré para ele distorcer um pouco mais. A chave de bias foi uma modificação sugerida no DIYSB, mas deixei ela de fora da montagem, ligando os dois resistores diretamente para ter aproximadamente o valor do resistor original (820 ohm).