Ocl Uper

 

Modif OCL 150Watt Menjadi 400Watt

Daya terjadi karena ada tegangan, arus dan beban. Ada tegangan 60V dan beban 4Ω tetapi arus dibatasi 100mA, tentu tak akan mencapai 400Watt. Ada tegangan 60V dan tersedia arus 30A tetapi bebannya 16Ω tentu tidak akan mencapai 400Watt. Ada tegangan 60V dan tersedia arus 30A dengan beban speaker 18 inch, TIDAK TAHU berapa dayanya, karena yang perlu diketahui adalah impedansinya, bukan besar inch speaker! Daya output Amplifier terjadi karena beban berinteraksi dengan tegangan, kemudian besarnya Arus mengikuti besar variabel tegangan terhadap beban. Jadi untuk mendapatkan 400Watt, diperlukan tegangan 40Vrms dengan beban 4Ω dan harus tersedia Arus sampai 10Arms. Modifikasi ini bertujuan untuk meningkatkan kemampuan kit OCL 150W menjadi 400W tanpa melakukan banyak perubahan pada kit driver. Jika sampai membuat PCB baru maka itu namanya bukan modifikasi tapi membuat kit driver/amplifier baru. Jika kita menentukan amplifier berpatokan pada daya outputnya, maka kita harus mulai mendesain amplifier dari bagian final. untuk mendapatkan 400 Watt rms pada 4Ω maka kita perlu tegangan sebesar : √(400W*4Ω) = √1600 = 40Vrms atau 56.6Vpeak(dikali 1.4142). dan memerlukan arus sebesar 40Vrms/4Ω = 10Arms atau 14.2Apeak untuk menghasilkan 56.6V maka tegangan power supply perlu ditambah sekitar 3V untuk mengatasi tegangan saturasi Tr Final. menjadi 59.6V, bulatkan saja menjadi 60V. Dengan trafo pada umumnya mempunyai tegangan sekunder 45Vac akan menghasilkan 63Vdc. Saya memilih Tr final SanKen 2SC2922 & 2SA1216 karena mempunyai spesifikasi yang bagus. Mempunyai disipasi daya yang besar (200W), cepat (fT 50MHz), hFE tinggi (kode "Y" 50-100x), Cob rendah (250pF) dan mempunyai thermal-resistance yang rendah (dibanding model TOP-03). Dissipasi daya tertinggi terjadi saat output mencapai setengah dari tegangan supply. yaitu (63V/2)²/4Ω = (31.5V)²/4Ω = 248 Watt (pada beban 4Ω) dan 124 Watt (pada beban 8Ω) *catatan: beban 4Ω dan 8Ω di atas adalah beban resistive, tidak induktive. Jika kita menggunakan sebuah speaker(beban induktif) sebagai beban maka akan terjadi sedikit pergeseran fasa antara tegangan dan arus, sehingga membuat disipasi daya pada transistor final sedikit lebih tinggi daripada beban resistive. Dan umumnya pada beban puncak power supply koleps dan dari 63V menjadi sekitar 60V, dan disipasi pun menjadi sekitar 225W & 113W. Dengan 2 set SanKen masih dapat menampung 400Watt (JIKA suhu transistor tetap dingin pada 25°C) berdasarkan datasheet 2SC2922/2SA1216, pada 248 Watt maka 2 buah transistor final harus dijaga suhu transistornya agar tidak melebihi 60°C, bisa dengan cara menggunakan Heatsink yang besar atau dengan memberi kipas. Atau dengan menambah 1 set lagi Tr final. Dan untuk 124 Watt maka suhu maksimumya 110°C. Skema : Modifikasi ini dengan maksud untuk menambah kemampuan output OCL 150W tanpa melakukan banyak perubahan pada bagian kit driver. beberapa di antaranya adalah : Merubah Voltage Gain (R3), jika diperlukan dapat disesuaikan sendiri nilainya. Merubah nilai R4 sebagai bias current D1 & D2. Merubah nilai arus bagian bootstrap Merubah konfigurasi tegangan bias Tr final. Merubah nilai RE Tr Driver & Final. Mengganti T1, T2, T4, T7 & T8. 1. Perubahan Penguatan Tegangan Dengan meningkatkan daya otomatis meningkatkan kekuatan suara amplifier. untuk menurunkannya maka R3 di ganti dengan nilai lebih tinggi, sehingga penguatan tegangan akan turun. formula : Gv = (R6/R3)+1 Gv = (33k/820)+1 Gv = 40. untuk mendapatkan nilai decibel (dB) kita gunakan rumus : dB = 20*log(Gv) dB= 20*log(40) dB = 20*1,60206 dB = 32 dB 2. Nilai R4 R4 berfungsi memberikan arus untuk D1 dan D2, dengan tegangan supply +/- 63V maka akan memberikan arus sekitar 8mA untuk D1, D2 dan Base T4. sebenarnya kita bisa membuat nilai R4 lebih tinggi (arus biasnya lebih kecil) sehingga panasnya turun (katakanlah diganti 33k supaya disipasinya menjadi 470mW), tapi besarnya arus bias untuk D1 dan D2 ini ikut mempengaruhi besarnya tegangan maju (FV) D1 dan D2, yang mana tegangan maju ini ikut menyetting arus emitter untuk Tr differensial T1 dan T2. Merubahnya berarti merubah parameter berikut ikut berubah : Slew Rate, DC Offset, impedance dan Open Loop Gain, walaupun hanya sedikit. Disipasi daya pada R4 sekitar 1W, sehingga resistor ini akan cukup panas, tapi hal ini masih wajar. Namun, DC Offset juga dapat disetting mendekati nol Volt jika kita menggunakan Multiturn trimpot untuk R5, dengan begitu kita juga sedikit meningkatkan Open Loop Gain-nya. 3. Nilai R Bootstrap (R8 & R9) Jika pada OCL biasa nilainya 2k2 dan 4k7, maka bila tegangan supply dinaikkan menjadi 63V, resistor ini perlu disesuaikan nilainya. Terlebih karena outputnya sekarang berupa Triple Emitter Followersehingga tidak memerlukan arus base yang terlalu tinggi, karena Current Gain pada triple emitter follower jauh lebih tinggi dari sebelumnya. Dengan tegangan 63V dan dua buah R 4k7 maka akan menghasilkan arus sekitar 6.7mA. Disipasi daya pada T3 (Tr VAS) sekitar 420mW, sehingga transistor ini memerlukan heatsink kecil agar tidak cepat rusak karena terlalu panas. 4. Konfigurasi tegangan bias Tr Final. Jika sebelumnya biasnya berupa 3 buah dioda di seri dengan salah satu dioda diparalel dengan resistor, maka kali ini dioda yang diparalel dengan resistor tersebut dicopot agar tidak membatasi setingan tegangan bias. R12 mengatur nilai tegangan bias, nilai 220Ω adalah nilai pendekatan, dengan kata lain tidak optimal, namun hanya supaya mudah modifikasinya. Pendekatannya seperti ini : Tegangan bias terjadi antara base T6 dan base T5, yaitu sekitar 6 buah tegangan base-emitter transitor (T5, T6, T7, T8, T9/T11, dan T10/T12). Yaitu sekitar 6 * Vbe = 6 * 0.55V = 3.3V Dengan arus yang mengalir dari Bootstrap sekitar 6.7mA maka akan menyebabkan tegangan pada R12 sebesar : 6.7mA * 220Ω = 1.47V Ditambah Vf dioda D3 dan D4 maka total tegangan bias menjadi sekitar 1.47V + 0.6V + 0.6V =  2.67V tegangan ini lebih rendah maksudnya untuk kompensasi saat Vbe Tr Final dan driver panas, biasanya akan turun, sehingga 3.3V tersebut akan sedikit lebih rendah saat Tr berubah panas. Jika ingin lebih presisi, maka R12 diganti dengan Multiturn trimpot 500Ω. Untuk settingnya, atur Trimpot pada posisi terendah, kemudian putar naik sampai nilai tegangan pada R18 mencapai 0.007V atau 7mV. Baiknya disetel pada saat Tr final sudah panas agar tidak over bias. Kalau ingin lebih presisi maka gunakan jenis bias VBE Multiplier.  5. RE Tr Driver & Final Karena sebelumnya T7 dan T8 adalah Tr Final dan sekarang menjadi Tr driver maka nilai RE nya perlu disesuaikan. 6. Penggantian Transistor Transistor differensial (T1 & T2) dan transistor CCS (T4) diganti dengan yang lebih tinggi VCE nya. T7 dan T8 diganti dengan transitor yang sesuai untuk fungsi driver. Karena posisi kaki 2N5401 (E,B,C) berbeda dengan A733 (E,C,B), maka kaki C dan B dari Tr 2N5401 perlu ditukar supaya sesuai dengan posisi kaki di PCB yang E,C,B. Caranya, salah satu kaki B atau C diberi selongsong (kulit) kabel sebagai isolator, kemudian kaki B dan C ditekuk supaya posisinya menjadi E,C,B.  Posisi kaki 2N5401  Posisi kaki 2SA733  Kaki B-C 2N5401 ditukar     Tr VAS (T3) baiknya diganti menggunakan yang yang mempunyai VCE yang lebih tinggi seperti MJE340, 2SA1360, 2SA1381, 2SA1220, dsb. Cmiller atau Cdom (C3) baiknya menggunakan kapasitor keramik yang mempunyai tegangan tinggi. Kalau kapasitor keramik biasa (disc coklat kecil) biasanya itu hanya 50Vdc, bakal cepat rusak dia. Short Circuit Protection Power Supply C1 dan C3 masing-masing dapat diparalel resistor 3k9/2Watt untuk mengosongkan kapasitor saat power dimatikan. Disipasi daya (Power Dissipation) pada transistor final TIDAK sama dengan daya yang keluar menuju beban (speaker). Dalam menyalurkan tegangan dan arus ke beban, transistor final tidak dapat menyalurkannya secara sempurna (efisiensi 100%), sehingga terjadi daya percuma pada transistor final. Disipasi daya pada transistor final ini menghasilkan panas pada transistor final. Sehingga dalam menentukan tipe transistor final dan berapa jumlahnya, hal itu berdasarkan pada perhitungan disipasi daya pada transistor final, bukan berapa daya yang keluar menuju beban. Dan untuk mencapai daya keluaran yang diinginkan, maka power supply (Trafo dan Elco) harus mampu memberi daya yang dibutuhkan untuk speaker Dan Tr Final. Jika tidak maka daya keluaran pun akan dibawah nilai yang kita inginkan.