Head basowy "BassHammer 650" hand-made

[Igorro]

No to się urodził
"BassHammer 650". Głowa do basu. Moc = 650W RMS znamionowo. Przy THD=10% około 750W.
W szczytach wykręca pod 1.4kW

Założenia
Head basowy dużej mocy o prawdziwym , lampowym brzmieniu.

Końcówka mocy
To realizacja projektu , który kiedyś zaproponowałem czyli Guitar Hybrid Power Amps -> "GHPA",
( http://gitara.pl/forum/viewtopic.php?id=83373 ) lecz z pewnymi zmianami.
Piecyków do wioseł po 50W na chałupie stadko , więc zaatakowałem coś większego , tym
bardziej , że sprzedałem dotychczasowe combo do basu.
Jako tranzystorów mocy użyłem pięć par IRFP9240/IRPF450 , zasilanych z symetrycznego
zasilacza +/-84V , co pozwala na uzyskanie mocy około 750W RMS.

"Nietypem" jest "napęd" tych tranzystorów za pomocą pentodowej części lampy ECL86,
która mniej więcej odpowiada lampie EL84.
Zrezygnowałem z użycia transformatora głośnikowego z dwóch powodów.
Pierwszy to brak konkretnego wykonawcy nietypowego trafa ( przekładnia 1:1: ) ,
oraz ograniczenia dolnego pasma wprowadzane przez transformator.
Bez użycia transformatora , napięcie na anodzie bezpośrednio steruje bramkami Mosfetów.
Na schemacie widać jeszcze dwa tranzystory "wspomagające" cały układ.
Jeden z nich to "servo" , mający stabilizować zerowe napięcie na wyjściu głośnikowym
przy braku sygnału ( wyjście głośnikowe jest "stałoprądowe" ) a drugi to stabilizacja
temperaturowa stopnia mocy.

Na schemacie widać "tajemniczy" potencjometr "Saturtion" , wpięty pomiędzy
anodą pentody a wejściem tranzystorów mocy.
Uważam to za jeden z najlepszych pomysłów w tej końcówce.
Ten potencjometr reguluje sprzęg pomiędzy lampowym driverem a
"układem wykonawczym" , czyli tranzystorami mocy.
Pozwala on na płynną regulacją stopnia zniekształcania pentody.
Przy minimalnej wartości cały sygnał trafia na bramki Mosfetów i końcówka pracuje jakby w trybie H-Fi.
Niewielki wysterowania pentody wystarcza do pełnego wysterowania Mosfetów.
Ponieważ końcówka mocy jest objęta sprzężeniem zwrotnym pomiędzy
wyjściem głośnikowym a katodą triody ( napęd pentody ) ,
to przy minimalnej wartości potencjometru "Saturation" , te sprzężenie jest największe
i końcówka jest najbardziej szerokopasmowa. ( sprzężenie ma dużą wartość ).
Kiedy zwiększamy wartość pota "Saturation" , sygnał z pentody maleje,
więc trzeba bardziej "rozkręcić" pentodę by uzyskać tą samą moc
oraz maleje sprzężenie zwrotnie , co również powoduje przyrost
zniekształceń generowanych przez pentodę.
Ta jedną gałką cały piec przechodzi "metamorfozę" z "Hi-Fi" do
"brudnego" lampiaka. W realu działa to genialnie.

W pętli sprzężenia zwrotnego jest także zaimplementowana funkcja
potencjometru "Presence" .
Działa ona tak jak w klasycznych , gitarowych lampiakach.
Stopień mocy jest chłodzony ( w razie potrzeby ) przez odrębny układ termoregulatora.

Poniżej schemat stopni mocy:



Preamp.
Tu w zasadzie nic nowego i ciekawego. Typowy tor z trzema stopniami wzmacniającymi
i barwą tonu. Tyle , że został zaprojektowany na potrzeby gitary basowej.
I oczywiście polutowany point-2-point jako "jedyny słuszny sposób"
Schemat:



Zasilacz
Każda końcówka mocy jest tak dobra , jak dobry jest jej zasilacz.
650W mocy to prąd rzędu 18A. Aby piec kopał , musi mieć "co jeść".
W zasilaczu dwanaście kondensatorów ( po sześć na gałąź ) 2200uF/100v.
Początkowo chciałem użyć sześć kondensatorów 4700uF ( po trzy na gałąź ),
ale jak pokazały obliczenia , ich wydajność prądowa ( ESR ) była zbyt niska,
by podołać zapotrzebowaniu końcówki w szczytach mocy.
Obecnie każda gałąź jest w stanie oddać prąd chwilowy 19.5A.

Jako mostek prostowniczy użyłem dwóch modułów STTA6006TV2 , każdy po dwie
ultra-szybkie i ultra-wydajne diody. Parametry dynamiczne tych modułów są po prostu
świetne. Popularne mostki prostownicze do końcówek o dużych mocach po prostu się IMO
nie nadają. Zbyt duże straty na czasach przełączania oraz na przepływie prądu nie pozwalają
na skuteczne "odessanie" mocy z transformatora zasilającego.
Użycie specjalizowanych prostowników , takich jak właśnie STTA6006TV2 , daje gwarancję
możliwości skutecznego doładowywania kondensatorów w zasilaczu i pełnego dociążenia
trafa zasilającego.

Samo trafo zasilające to toroid o mocy 800W znamionowo. Teoretycznie , przy założeniu
65% sprawności klasy AB końcówki mocy , to nieco za mało , ale transformatory toroidalne
są dużo bardziej podatne na pracę w przeciążeniu niż klasyczne z rdzeni EL ,
oczywiście pod warunkiem , że mamy "czym" tą moc z trafa "wyrwać".

Ogółem w piecu są trzy zasilacze. Główny , opisany powyżej ,
pomocniczy do zasilania układów lampowych i zasilacz stałego
napięcia żarzenia lamp.

Układy wspomagające
Duże moce rządzą się swoimi prawami i wymagają jeszcze kliku układów czyniącą ich pracę
bardziej "kulturalną".
Pierwszy z nich to układ "miękkiego startu" transformatora zasilającego.
Duże , mocne trafo toroidalne , przy bezpośrednim podłączeniu do prądu ma wielki prąd
udarowy , który skutecznie wywala bezpieczniki w chałupie. Nawet te o mocy dużo większej
niż moc znamionowa transformatora. To taki "urok" toroidów.
Aby było "miło i bezpiecznie", końcówka dużej mocy taki układ musi posiadać.

Drugi układ wspomagający to system opóźnionego dołączania głośników.
Napięcia zasilające końcówkę ( tutaj 160V !!!! ) w momencie załączenia końcówki ,
zanim wszystkie napięcia w układzie się ustabilizują , potrafi wygenerować na wyjściu końcówki
potężny impuls napięcia , potrafiący zniszczyć głośniki.
Dlatego też układ , podłączający wyjście głośnikowe z opóźnieniem 2-3s jest przy dużych mocach
wręcz obowiązkowy.

I ostatni , trzeci "wspomagacz" to termoregulator sterujący wentylatorami chłodzącymi
końcówkę.
W klasie AB , przy mocy 650W , przy pełnej mocy straty cieplne osiągają 500W.
Aby nam się końcówka nie zagotowała , trzeb się jakoś tego ciepła pozbyć.
Najprościej wydmuchać . I to robi termoregulatora. Czujnik na termistorze sprawdza
temperaturę radiatorów. Kiedy przekroczy ona 50 stopni , układ załącza wentylatory chłodzące.

A teraz fotki










Całość przetestowałem na dwóch paczkach Phonic Impression 115 300W( 1x15'' + horn ).
Powiem tyle.. MASAKRA. Dupsko urwane. "Pierdolnięcie" ma to okrutne.
Szczerze mówiąc , gdybym pograł dłużej , rozpirzyłbym te głośniki w drobny mak.
Paczka do tego heada nie będzie tania

Do zrobienia pozostaje obudowa i paczka.
Projekty są gotowe ,kasa w pogotowiu.