OP穩壓 『晶體』的選擇問題?

[linjunan]

Hello，

這兩天在玩 Z TDA7294，以RealAudio的那組OP穩壓餵給它電源。

目前的做法是用『原廠』的T270，經『原廠』的濾波版，再接上『外廠』的OP穩壓。晶體用的是2SC3519/2SA1386。

RealAudio的OP穩壓結構與『原廠』大致相同：以LM317/LM337供單電源給OP，再由OP去OOXX。

由AC 27v經整流產生約DC 37v，考慮LM317/337工作需3v壓差，OP最好能承受DC 34v，所以偶使用OPA604（好像有點小浪費）。最後輸出電壓為DC 31v；本來想用TL071/NE5534之流，但這些最高電壓是+/-18v，大概是36v。想想T270的品質，不想去冒險。OPA604可接收 +/- 25v，那大概最高可玩到50v。

其中，最大的問題在於輸出的那兩顆晶體。給它的是DC 37v，輸出31v。我的想法是起碼有4v（37-31）的損秏，也就是如果後面的TDA7294吃掉5A的電，起碼會產生20w的損秏（4x5）；為了降低溫度，我把兩顆晶體拉出PCB，接在PII的散熱片上，風扇電源接TDA7294 PCB上預留的電源。

因為沒有示波器（就算有，偶也不會用 ），實際使用時我發現兩顆晶體的溫度比TDA7294還高一些。

想請教網友：
一、我上面這個做法對嗎?
二、TDA7294所吃的電流該如何計算啊?
三、OP穩壓最後輸出的電容，是不是該換大容量?原來的電容為100uf。
四、晶體的最大輸出電流是不是只有4A（130/31）?

感謝!!!

PS.那對2SA/SCxxx晶體，規格上是25度C下有17A、130w的輸出。

[sung9918]

很少看到後級穩壓,大概是要省能源吧....

當成實驗也不錯.....

要能提供大電流.電壓要高.反應速度要快.這個穩壓用料要足......$$$$

[linjunan]

其實，就是想要好玩。只是，不曉得該如何去計算後級所需的電流大小。

[skyboat]

其實，就是想要好玩。只是，不曉得該如何去計算後級所需的電流大小。

下載 ST 的 TDA7294 Datasheet 來看：(April 2003年版)
http://www.st.com/stonline/books/pdf/docs/1057.pdf

第6/17頁的 Figure3(RL=8Ω)、Figure5(RL=4Ω) - Output Power vs. Supply Voltage.，取 THD=0.5% 那一條特性曲線：

1). 從水平軸選定了正負電源電壓，往上畫一垂直線與 THD=0.5% 曲線交叉。

2). 再從該交叉點往左畫一水平線與垂直軸交叉，就可找出在某電源電壓值之下，輸出功率的有效值 Po(rms)。

3). 已知 Po(rms) 之後，再代入公式：Io(rms) = √(Po/RL) ，再乘上 √2 就得輸出電流峰值 Io(peak)。

您的穩壓電路還得保留足夠的輸出餘裕(更 Powerful！)與夠快的反應速度(Slew Rate)，"大奶媽餵小奶娃" 就這樣。

[linjunan]

原來方法並不難（原理就先不管了..... ）

由於偶打算給31v的電壓，那就是Po會小於60瓦。

RI = 8：
Io = √(60/8 ) * √2 = 3.9
考慮1.2倍的輸出電流：3.9 * 1.2 = 4.7

RI = 4：
Io = √(90/4 ) * √2 = 6.7
6.7 * 1.2 = 8.1

從這邊可確定以前一個只以『背』的概念：大功率的擴大機並不代表電流大。

看來，若純用T270，每邊最大5A的設計，對8ohm的SPEAKERS還算可以，對於4ohm的SPEAKERS就太勉強了。

看來，單以我目前找到的晶體，對於8歐姆的SPEAKERS來說就很勉強。若改用T270的AC：27-20-0v

AC 20整流後得28，經OP穩壓考慮6v左右的損秏，得DC 22v。

查表來看：

RI = 8：
Io = √(30/8 ) * √2 = 5
考慮1.2倍的輸出電流：2.8 * 1.2 = 3.36

RI = 4：
Io = √(50/4 ) * √2 = 5
6.7 * 1.2 = 6

此時，偶的晶體能輸出的電流為130/22 = 6

這樣看起來，犧牲掉快一半的輸出功率，可以讓穩壓電流供電較穩定。

這樣的想法正確嗎?

有有有更多的問題了：
1.如果變成30W的設計，會有什麼影響啊?
2.如果維持原來31v的電壓，在OP穩壓後並大容量的電容，能提高輸出電流嗎?
3.偶電晶體的部分計算方法對嗎?還是也該以類似TDA7294的方法來計算?

感謝!!!

開始可以想像為什麼沒人在後級上穩壓.....成本太高，穩壓線路差不多是另一套後級了。

[skyboat]

:clap:

原來方法並不難（原理就先不管了..... ）

由於偶打算給31v的電壓，那就是Po會小於60瓦。

RI = 8：
Io = √(60/8 ) * √2 = 3.9
考慮1.2倍的輸出電流：3.9 * 1.2 = 4.7

RI = 4：
Io = √(90/4 ) * √2 = 6.7
6.7 * 1.2 = 8.1

從這邊可確定以前一個只以『背』的概念：大功率的擴大機並不代表電流大。

看來，若純用T270，每邊最大5A的設計，對8ohm的SPEAKERS還算可以，對於4ohm的SPEAKERS就太勉強了。

看來，單以我目前找到的晶體，對於8歐姆的SPEAKERS來說就很勉強。若改用T270的AC：27-20-0v

AC 20整流後得28，經OP穩壓考慮6v左右的損秏，得DC 22v。

查表來看：

RI = 8：
Io = √(30/8 ) * √2 = 5
考慮1.2倍的輸出電流：2.8 * 1.2 = 3.36

RI = 4：
Io = √(50/4 ) * √2 = 5
6.7 * 1.2 = 6

此時，偶的晶體能輸出的電流為130/22 = 6

這樣看起來，犧牲掉快一半的輸出功率，可以讓穩壓電流供電較穩定。

這樣的想法正確嗎?

有有有更多的問題了：
1.如果變成30W的設計，會有什麼影響啊?
2.如果維持原來31v的電壓，在OP穩壓後並大容量的電容，能提高輸出電流嗎?
3.偶電晶體的部分計算方法對嗎?還是也該以類似TDA7294的方法來計算?

感謝!!!

開始可以想像為什麼沒人在後級上穩壓.....成本太高，穩壓線路差不多是另一套後級了。

T270 每邊 5A，這個 "5A" 是 RMS 值耶，再乘上 √2 約等於 7.07A(峰值)。

『偶的晶體能輸出的電流為130/22 = 6』 這是啥

前面計算的是最大連續輸出功率，實用上不太可能出現，除非是聽 "正弦波"、"方波" 之類的 "音樂" (這不是人聽的啦！)

您忽略了實際的負載(喇叭)的效率，還有您耳朵可承受的最大音量，我小時候曾經很仔細的盯著老祖父的 ESS 揚聲器、三菱 DIATONE DA-A10、-P10 &M10(輸出功率表)上的指數，音量已讓隔壁的老伯來 "幹xx" ，也從未超過 …… 1W(rms？忘了！)。

[linjunan]

T270 每邊 5A，這個 "5A" 是 RMS 值耶，再乘上 √2 約等於 7.07A(峰值)。

『偶的晶體能輸出的電流為130/22 = 6』 這是啥

7A多..... 對哦。

我手上給OP穩壓用的輸出晶體為2SC3519/2SA1386。這個晶體的規格為25度C下最大130W、或17A。

突然覺得自己有點呆呆的。這對晶體在OP穩壓在，應該好像不是這樣算：

我本來是想這晶體上限為130W，那拿它穩壓輸出DC 22，所以輸出的電流最大為6A。這這這個想法該是錯的。

我給它DC 28v，要它給偶DC 22v的電流。那，真正的損秏該是6v（28-22）。當TDA7294需要5A的電流，損秏也為30w（6*5）。--->2SC3519/2SA1386這兩顆晶體的溫度是不是因為這個損秏才會產生？而與它輸出的電流沒什麼關係?

飛船老大：小弟這樣想的是對的嗎?

感激啦!

[linjunan]

您忽略了實際的負載(喇叭)的效率，還有您耳朵可承受的最大音量，我小時候曾經很仔細的盯著老祖父的 ESS 揚聲器、三菱 DIATONE DA-A10、-P10 &M10(輸出功率表)上的指數，音量已讓隔壁的老伯來 "幹xx" ，也從未超過 …… 1W(rms？忘了！)。

飛船老大超愛英式搞笑。

[skyboat]

7A多..... 對哦。

我手上給OP穩壓用的輸出晶體為2SC3519/2SA1386。這個晶體的規格為25度C下最大130W、或17A。

突然覺得自己有點呆呆的。這對晶體在OP穩壓在，應該好像不是這樣算：

我本來是想這晶體上限為130W，那拿它穩壓輸出DC 22，所以輸出的電流最大為6A。這這這個想法該是錯的。

我給它DC 28v，要它給偶DC 22v的電流。那，真正的損秏該是6v（28-22）。當TDA7294需要5A的電流，損秏也為30w（6*5）。--->2SC3519/2SA1386這兩顆晶體的溫度是不是因為這個損秏才會產生？而與它輸出的電流沒什麼關係?

飛船老大：小弟這樣想的是對的嗎?

感激啦!

C-E 兩端之間的電壓差(Vce)乘上流經 C-E 兩端的電流(Ic)，就是它的功率損耗，好像對吧 ！

電晶體有它的 "安全操作範圍 ( SOA - Safe Operating Area)"，請參考以下連結文章的第 14/29 頁之 Figure9.。

http://www.national.com/appinfo/power/files/f4.pdf
或
http://www.web-ee.com/primers/files/f4.pdf

(同一篇文章)

[linjunan]

哇! 這該不只是google就可找到....是一個人多年工作下來，熟悉這些資訊.....

研究中，感謝!!!

那....有沒有哪

[oldhan]

真的要用大電流穩壓的話我會選擇用 MOS, IRF530,540 之流

[linjunan]

真的要用大電流穩壓的話我會選擇用 MOS, IRF530,540 之流

頭好痛.......因自己知識不足而引發的偏頭痛!

[ijaywu]

真的要用大電流穩壓的話我會選擇用 MOS, IRF530,540 之流

個人偏好大功率的darlington，
原因：
一、並不是所有的op都能把電容性負載推得很好
二、Vgs對電流的變化比Vbe大得多（就是輸出阻抗稍大啦）

[linjunan]

您的穩壓電路還得保留足夠的輸出餘裕(更 Powerful！)與夠快的反應速度(Slew Rate)，"大奶媽餵小奶娃" 就這樣。

想再請教一下：這邊的slew rate，指的OP穩壓線路的電源晶體、還是OP本身?

大概多大的slew rate算是夠快?

目前在OP的文件，從16~25vs的，文件上都自稱為high-speed slew rate。 這個地方，多少算是快啊?

此外，TL071上有看到unity-gain寬頻的資料，但，找不到有unity-gain-stable之類的字眼。其它如OPA604、OPA627的文件則是明白的指出『unity-gain-stable』；這樣，TL071算是unity-gain-stable的OP嗎?

感謝!

[Coffin]

您得考慮要推動C3519/A1386之B極的電流。

依電路圖看，他們B極的電流完全由OP供應，當7294推8歐姆到緊繃，峰值電流約有3.8A，假設hfe=80，那麼OP就要輸出3.8/80=47.5mA的電流，而這只是8歐姆的狀態∼

假設低音的阻抗低到4甚至2歐姆呢？

[linjunan]

您得考慮要推動C3519/A1386之B極的電流。

依電路圖看，他們B極的電流完全由OP供應，當7294推8歐姆到緊繃，峰值電流約有3.8A，假設hfe=80，那麼OP就要輸出3.8/80=47.5mA的電流，而這只是8歐姆的狀態∼

假設低音的阻抗低到4甚至2歐姆呢？

哇! 47.5ma!

掛了。那就是代表如果hfe=80，動態一大，即使是8ohm的SPEAKER，OP就會往生了???

想再請教一下：這邊的hfe值，指的是TDA7294的嗎?還是整個後級的?該如何計算呀?
又，一般的OP了不起只有45ma的輸出....可以拿buf634替換嗎?

感恩!

[Coffin]

這裡的hfe是2SC3519/A1386的。通常來說，Ic=hfe*Ib

所以要保證穩壓晶體的輸出電流夠大，Ib也要大到一定的程度。達靈頓晶體或是MOSFET應該可以用在此處。

這可能還是得搬出UCC∼∼

[linjunan]

回Coffin兄：

感謝啦。原來，還有這麼多的考量。看來，要使用OP穩壓給後級供電，要考量的東西還真不少。

一般功率晶體，似乎都只有電流大，但hfe值都不高。看來，要從這個地方下手.....

UCC老大也出了不少OP穩壓.....去吵吵他好了。

手邊正好有TIP122的資料，不曉得是不是小弟亂看資料，它的DC Current Gain在Vce=3v、Ic=3A，hfe min為1000.....最大輸出電流5A。

[Erwin Tseng]

您得考慮要推動C3519/A1386之B極的電流。

依電路圖看，他們B極的電流完全由OP供應，當7294推8歐姆到緊繃，峰值電流約有3.8A，假設hfe=80，那麼OP就要輸出3.8/80=47.5mA的電流，而這只是8歐姆的狀態∼

假設低音的阻抗低到4甚至2歐姆呢？

哇! 47.5ma!

掛了。那就是代表如果hfe=80，動態一大，即使是8ohm的SPEAKER，OP就會往生了???

想再請教一下：這邊的hfe值，指的是TDA7294的嗎?還是整個後級的?該如何計算呀?
又，一般的OP了不起只有45ma的輸出....可以拿buf634替換嗎?

感恩!

一顆 OP 的輸出電流可能推不動需要大電流輸出的低 hfe 晶體, 不過多加個
高 hfe 的晶體當預推級應該能解決這個問題.......

[linjunan]

一顆 OP 的輸出電流可能推不動需要大電流輸出的低 hfe 晶體, 不過多加個高 hfe 的晶體當預推級應該能解決這個問題.......

老大指的重新設計線路?? 看來，這次惡搞的計畫可能要放棄了。

[Erwin Tseng]

一顆 OP 的輸出電流可能推不動需要大電流輸出的低 hfe 晶體, 不過多加個高 hfe 的晶體當預推級應該能解決這個問題.......

老大指的重新設計線路?? 看來，這次惡搞的計畫可能要放棄了。

不過就多顆晶體, 很簡單的.......

PS. 剛剛查了一下, 晶體不要加在 OP 輸出處, 加在穩壓輸出處輸出電容後
就行了, 請參考下列網址.....

http://www.diyzone.net/diy/power/cdrompower.htm

[skyboat]

想再請教一下：這邊的slew rate，指的OP穩壓線路的電源晶體、還是OP本身?

大概多大的slew rate算是夠快?

目前在OP的文件，從16~25vs的，文件上都自稱為high-speed slew rate。 這個地方，多少算是快啊?

此外，TL071上有看到unity-gain寬頻的資料，但，找不到有unity-gain-stable之類的字眼。其它如OPA604、OPA627的文件則是明白的指出『unity-gain-stable』；這樣，TL071算是unity-gain-stable的OP嗎?

感謝!

穩壓電路(或 IC) 即是「直流放大器」呀！將一穩定的參考電壓放大數倍輸出，負載電壓、電流一有變動，要能即時檢知調節。

"High Speed" 是相對值非絕對值，滿足負載需求就可以稱 High！

去下載 TI 的 TL07X 系列 Datasheet，在第一頁最上頭有一列文字："Internal Frequency Compensation" ，就是這個。(否則，沒事在 IC 內部浪費空間造一個電容器幹啥！)

[skyboat]

一顆 OP 的輸出電流可能推不動需要大電流輸出的低 hfe 晶體, 不過多加個高 hfe 的晶體當預推級應該能解決這個問題.......

老大指的重新設計線路?? 看來，這次惡搞的計畫可能要放棄了。

不過就多顆晶體, 很簡單的.......

PS. 剛剛查了一下, 晶體不要加在 OP 輸出處, 加在穩壓輸出處輸出電容後
就行了, 請參考下列網址.....

http://www.diyzone.net/diy/power/cdrompower.htm

Yes！幾年前也畫了張貼在 DZ，以穩壓 IC 當推動級，再經功率電晶體 "放大" 數十倍，例如 LM317 最大輸出 1.5A 再乘上 hFE 倍，輸出阻抗則再除 hFE 倍，唯一的遺憾是犧牲穩壓 IC 內建的輸出保護機制。

[linjunan]

"Internal Frequency Compensation"

這串字『分開』偶看的懂，『合』起來就看不懂了.....沒關係，這下用力把它給『背』起來。

剛剛查了一下, 晶體不要加在 OP 輸出處, 加在穩壓輸出處輸出電容後就行了, 請參考下列網址.....

說真的，愈搞愈像是在做後級了 本來小弟是打算直接拿Realaudio出的OP穩壓來給後級供電，本來想偷懶說，沒想到要做這麼多的考量。以那張圖看來，還蠻好撘棚的說；小弟有時間就趕快來玩玩看。


在KP的網頁上，有一位小翁也出了一篇：http://www.keces.com.tw/diyproject/audiodiy/D0312001/D0312001.htm。看來也是以OP穩壓，後來也是改成用另一顆中功率晶體來推動。


感謝飛船老大與Erwin Tseng兩位。

[HerbertF]

其實，就是想要好玩。只是，不曉得該如何去計算後級所需的電流大小。

下載 ST 的 TDA7294 Datasheet 來看：(April 2003年版)
http://www.st.com/stonline/books/pdf/docs/1057.pdf

第6/17頁的 Figure3(RL=8Ω)、Figure5(RL=4Ω) - Output Power vs. Supply Voltage.，取 THD=0.5% 那一條特性曲線：

1). 從水平軸選定了正負電源電壓，往上畫一垂直線與 THD=0.5% 曲線交叉。

2). 再從該交叉點往左畫一水平線與垂直軸交叉，就可找出在某電源電壓值之下，輸出功率的有效值 Po(rms)。

3). 已知 Po(rms) 之後，再代入公式：Io(rms) = √(Po/RL) ，再乘上 √2 就得輸出電流峰值 Io(peak)。

您的穩壓電路還得保留足夠的輸出餘裕(更 Powerful！)與夠快的反應速度(Slew Rate)，"大奶媽餵小奶娃" 就這樣。

請問飛船老師,....選擇 OP 穩壓的 OP 是只要選 slew Rate 高的就好了嗎?

有些 OP slew rate 都比那些貴的要死的 "音響用" OP 高, 然後又便宜, 可以用那種 OP 來在穩壓用嗎? 還是有其他的項目要考量?