![\"\"](\"http:\/\/crowave.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2021\/01\/fg_elektronik_mosfet_80w_01.jpg\")
<\/a><\/p>\n <\/p>\n Obiteljsku tvrtku FG Elektronik osnovali su 1962. godine Gerda i Franz Grigelat (FG) i do 1990-tih godina proizvodni program je uklju\u010divao razna transformatorska mre\u017ena napajanja te razli\u010ditu audio opremu poput poja\u010dala, radio tunera, kasetofona, ekvilajzera, mikseta, zvu\u010dni\u010dkih skretnica, light-show ure\u0111aja i sli\u010dno. Danas je FG Elektronik u vlasni\u0161tvu njema\u010dke tvrtke Sasse Elektronik i fokusiran na razvoj i proizvodnju profesionalnih napajanja (za medicinske aparate, sigurnosne ure\u0111aje, mjerne instrumente, industrijske primjene i sli\u010dno).<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Na prednjoj plo\u010di vidimo oznaku njema\u010dke norme za Hi-Fi ure\u0111aje DIN 45 500. Ova norma je uvedena 1966. godine kao potreba da se odredi koji audio ure\u0111aji doista zadovoljavaju Hi-Fi kvalitetu zvuka. Naime, prije ove standardizacije proizvo\u0111a\u010di bi stavljali oznake Hi-Fi na bilo kakve iole bolje audio ure\u0111aje po vlastitoj ocjeni jer nije bilo jednozna\u010dno odre\u0111eno kakve to\u010dno kriterije audio ure\u0111aj mora zadovoljiti da bi se mogao svrstati u kategoriju visoke vjernosti zvuka, odnosno Hi-Fi. Norme koje propisuje njema\u010dki standard DIN 45 500 odnose se na FM tunere i prijemnike, gramofone, magnetofone, mikrofone, poja\u010dala, zvu\u010dnike i jo\u0161 neke audio ure\u0111aje. Normom DIN 45 500 propisana je i standardna peteropolna uti\u010dnica koju bi trebali imati svi Hi-Fi ure\u0111aji, danas op\u0107e poznata pod nazivom DIN uti\u010dnica. Op\u0107enito gledano norme DIN 45 500 nisu previ\u0161e stroge ni \u0161to se ti\u010de broja razli\u010ditih kriterija ni \u0161to se ti\u010de minimalnih vrijednosti za pojedini kriterij. Pa ipak, veliki broj ure\u0111aja koji se prodavao pod oznakom Hi-Fi nije zadovoljavao te norme. Od 1970-tih godina audio elektronika do\u017eivljava nagli razvoj pa je sve ve\u0107i broj audio ure\u0111aja lako dostizao Hi-Fi norme kvalitete.<\/p>\n Kao primjer navesti \u0107emo tvorni\u010dke podatke za na\u0161e poja\u010dalo MOSFET – 80W i u zagradi plavom bojom najmanju vrijednost koju treba imati prema DIN 45 500 standardu. Prema normi DIN 45 500 sva mjerenja vr\u0161e se kod temperature okoline u granicama 15-35\u00b0C, relativne vla\u017enosti u granicama 45-75% i atmosferskih tlakova u granicama 860-1060 milibara.<\/p>\n <\/p>\n Vidimo da na\u0161e poja\u010dalo uvelike prema\u0161uje minimalne zahtjeve za Hi-Fi kvalitetu zvuka po DIN 45 500 standardu. Ovo se posebno mo\u017ee zahvaliti izlaznom stupnju s MOSFET tranzistorima kojima se posti\u017eu manja izobli\u010denja i \u0161ire frekvencijsko podru\u010dje rada nego sa klasi\u010dnim bipolarnim (BJT) tranzistorima.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Poja\u010dalo MOSFET-80W je kompaktni blok (modul) sastavljen od mre\u017enog transformatora sa plo\u010dicom ispravlja\u010da i filtra napona, zatim od plo\u010dice sa pretpoja\u010dalom i krugom temperaturno kompenziranog reguliranog izvora prednapona sa pobudnim bias-tranzistorima, te od plo\u010dice za izlaznim MOSFET tranzistorima koja uklju\u010duje tzv. slijevne otpornike kao strujna osjetila za za\u0161titne sklopove i gate otpornike za smanjivanje osjetljivosti na parazitne oscilacije. Osim toga dodan je sklop za za\u0161titu zvu\u010dnika od mogu\u0107eg proboja previsokog istosmjernog napona (20V i vi\u0161e) u kombinaciji sa sklopom za odgo\u0111eno uklju\u010divanje zvu\u010dnika (2-3 sekunde nakon uklju\u010denja napajanja) kako bi se zvu\u010dnici za\u0161titili od onog po\u010detnog neugodnog kratkotrajnog “klipa” koji je karakteristi\u010dan kod mnogih poja\u010dala u trenutku uklju\u010denja, a i da bi se dalo vremena da se stabilizira rad ulaznog diferencijalnog poja\u010dala i negativne povratne veze.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Ulazni signal prvo prolazi kroz elektrolitski kondenzator za blokiranje istosmjerne komponente signala, a zatim kroz RC filtar za blokiranje RF interferencijskih smetnji (prijem i poja\u010davanje jakih radio signala u blizini poja\u010dala) i nakon toga na ulazno diferencijalno poja\u010dalo.<\/p>\n Ono \u0161to se odmah vidi iz sheme to je da se poja\u010dalo napaja simetri\u010dnim naponom (+UB, masa, -UB), a tu je od velike va\u017enosti odr\u017eavati stabilnost istosmjernih napona koji prolaze kroz zvu\u010dnik jer nema elektrolitskog kondenzatora izme\u0111u izlaznog stupnja i zvu\u010dnika koji bi blokirao istosmjernu komponentu izlaznog signala. Bilo kakav proboj istosmjernog napona napajanja preko izlaznih tranzistora na zvu\u010dnik (primjerice zbog proboja tranzistora) dovesti \u0107e do njegovog uni\u0161tenja. Uz napajanje 33V i impedanciju zvu\u010dnika od 4\u2126, struja kroz zvu\u010dnik bi kontinuirano iznosila 8,25A \u0161to je sigurno dovoljno da vrlo brzo pregori tanka \u017eica njegove zavojnice.<\/p>\n Istosmjerna komponenta na izlazu iz poja\u010dala mora uvijek biti jednaka nuli. Poreme\u0107aj (posmak, drift) istosmjernog napona na izlazu najbolje se kontrolira diferencijalnim poja\u010dalom. \u00a0Stoga se ulazni stupanj sastoji od diferencijalnog poja\u010dala (T1, T2) koje ima zadatak detektirati naponsku razliku izme\u0111u ulaznog signala i signala koji se dovodi negativnom povratnom vezom sa izlaza. Osim toga, na ulazima diferencijalnog poja\u010dala detektirati \u0107e se razlike i svih drugih ne\u017eeljenih signala (smetnji) nastale izme\u0111u ulaza i izlaza. Kod postignute potpune simetrije obiju grana diferencijalnog poja\u010dala, ne\u017eeljeni istosmjerni naponi koji se pojave na ulazu biti \u0107e poni\u0161teni na izlazu iz diferencijalnog poja\u010dala.<\/p>\n \u0160to se ti\u010de samog diferencijalnog poja\u010dala, da bi isto dobro radilo, od velikog zna\u010daja je posti\u0107i dobru stabilnost, brzinu i poja\u010danje istog uz najmanja izobli\u010denja. Stoga obje grane poja\u010dala moraju biti elektri\u010dki potpuno jednake s istim karakteristikama poja\u010danja. Da bi se to postiglo potrebno je odabrati aktivne i pasivne elemente sa \u0161to sli\u010dnijim karakteristikama i u obje grane poja\u010dala osigurati protok iste ja\u010dine struje kako bi tranzistori imali jednake radne to\u010dke. To se posti\u017ee napajanjem diferencijalnog poja\u010dala iz posebnog strujnog izvora, u na\u0161em slu\u010daju preko tzv. strujnog ogledala (T3, T4, T5) koje u osnovi izjedna\u010dava protok struje kroz dvije elektri\u010dki nejednake grane diferencijalnog poja\u010dala.<\/p>\n <\/p>\n Kompaktna izvedba MOSFET poja\u010dala snage 80 W.<\/em><\/span><\/p>\n <\/p>\n Mre\u017eni ispravlja\u010d osigurava simetri\u010dni napon \u00b133 V za napajanje poja\u010dala, dok se za napajanje sklopa za za\u0161titu zvu\u010dnika uzima izmjeni\u010dni napon izravno s jednog namota transformatora.<\/em> <\/span><\/p>\n <\/p>\n Ulazni transformator za izjedna\u010davanje impedancije i galvansko odvajanje izvora ulaznog signala s obzirom na neobi\u010dnu monta\u017eu o\u010dito je namjenski dodatak koji je ugra\u0111en prema specifi\u010dnim zahtjevima upotrebe ovih poja\u010dala.<\/span> <\/em><\/p>\n <\/p>\n Ulazno diferencijalno poja\u010dalo u na\u0161em slu\u010daju ima jo\u0161 jednu ulogu, a to je osiguranje dva protufazna audio signala za pogon kvazi-komplementarnog izlaznog stupnja sa pobudnim tranzistorima T12 i T13 te izlaznim N-kanalnim MOSFET tranzistorima T15 i T16.<\/p>\n Kvazi-komplementarni izlazni stupnjevi bili su karakteristi\u010dni za prva tranzistorska poja\u010dala kada jo\u0161 nije postojao velik izbor sna\u017enih izlaznih tranzistora za audio poja\u010dala velike snage. Ve\u0107inom su bili dobavljivi N-kanalni i NPN tranzistori, dok su P-kanalni i PNP tranzistori bili puno rje\u0111i, skuplji i lo\u0161ijeg frekvencijskog odziva od NPN tranzistora. S obzirom da je bilo vrlo te\u0161ko prona\u0107i komplementarni par sna\u017enih izlaznih tranzistora (N-kanalni\/P-kanalni ili PNP\/NPN) poja\u010dala su se radila kao kvazi-komplementarna (polu-komplementarna) gdje se komplementarni par tranzistora manje snage koristio kao okreta\u010d faze za nesimetri\u010dni izlazni stupanj sa jednakim (NPN) sna\u017enim izlaznim tranzistorima. Kod takvih poja\u010dala komplementarni tranzistori zapravo rade samo kao emiterska slijedila koja bazama izlaznih tranzistora dovode protufazne napone. Najve\u0107i problem kod takvih poja\u010dala je nesimetrija koja uzrokuje pojavu istosmjernog napona na izlazu, a rje\u0161avanje problema nesimetrije \u010desto uzrokuje porast harmoni\u010dnih izobli\u010denja poja\u010dala.<\/p>\n Ovi problemi mogu se uvelike izbje\u0107i ako se umjesto bipolarnih (BJT) tranzistora koriste MOSFET tranzistori. MOSFET-i su naponski upravljani tranzistori tako da ne trebaju veliku pobudnu struju kao BJT tranzistori (ne trebaju sna\u017ene pobudne tranzistor), a tako\u0111er i stvaraju manje optere\u0107enje naponskom poja\u010dalu jer imaju veliku ulaznu impedanciju. Stoga se u na\u0161em slu\u010daju za pobudu koriste dva mala silicijska PNP tranzistora T12 i T13 (65V, 100mA) koji protufazne ulazne signale dobivaju izravno sa ulaznog diferencijalnog poja\u010dala. Vidimo da su u takvom spoju obje grane poja\u010dala potpuno simetri\u010dne (sadr\u017ee iste elemente), odnosno slijedno su to: tranzistor diferencijalnog poja\u010dala (BC414), pobudni tranzistor (BC556) i izlazni MOSFET (RCA 9192A).<\/p>\n <\/p>\n Plo\u010dica sa otpornicima u krugu izlaznih MOSFET-a: isti\u0107u se tzv. slijevni otpornici (R27) kao strujna osjetila za za\u0161titne sklopove i gate otpornici (100R) za smanjivanje osjetljivosti na parazitne oscilacije. Pove\u0107i otpornik od 1k je u krugu za\u0161tite izlaznih MOSFET-a od preoptere\u0107enja. Tako\u0111er se uo\u010davaju dva PTC termistora termi\u010dki spregnuta preko hladila sa MOSFET-ima kao senzori za temperaturnu stabilizaciju radne to\u010dke MOSFET-a (prednapona).<\/em> <\/span><\/p>\n <\/p>\n Paralelni spoj izlaznih MOSFET-a za dobivanje ve\u0107ih izlaznih snaga jednostavnije je izvesti nego je to slu\u010daj kod BJT tranzistora jer se ne moraju dodavati emiterski degeneracijski otpornici za balansiranje izlazne struje kao ni temperaturne sprege ku\u0107i\u0161ta tranzistora sa krugom za regulaciju prednapona istih. Naime, MOSFET-i ve\u0107 sa malim pove\u0107anjem dovodne struje mijenjaju svoju karakteristiku iz pozitivnog na negativni temperaturni koeficijent. \u00a0Tako sa porastom temperature MOSFET-a raste i njegov unutarnji otpor \u010dime se automatski smanjuje struja kroz tranzistor, pa se on hladi i \u0161titi od pregaranja. Za razliku od MOSFET-a kod BJT tranzistora se s porastom temperature pove\u0107ava struja kroz tranzistor, a zatim to pove\u0107anje struje dodatno zagrijava tranzistor \u0161to dodatno pove\u0107ava struju te takav ciklus u kona\u010dnici dovodi do uni\u0161tenja tranzistora. Vidimo da su kod na\u0161eg poja\u010dala MOSFET-80W plo\u010dice ulaznog poja\u010dala\/drivera i izlaznog MOSFET stupnja zasebne i me\u0111usobno povezane konektorom. To omogu\u0107uje laku izmjenu izlaznog stupnja s dva MOSFET-a nekim ja\u010dim izlaznim stupnjem s vi\u0161e MOSFET-a, no upotrijebljeni tranzistori i dalje moraju biti upareni (istih karakteristika) kako bi se zadr\u017eala simetrija.<\/p>\n <\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n\n
<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a>Ostale sklopove \u010dini mre\u017eni transformator, ispravlja\u010d, relejni sklop za odgodu uklju\u010denja zvu\u010dnika i za njihovu za\u0161titu od istosmjernog napona, ulazne i izlazne priklju\u010dnice, indikacije i sklopke.<\/span><\/em><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a>Na plo\u010dici napajanja uo\u010dava se jedan pozitivni regulator za napon 24V koji se ovdje ne koristi. Tvrtka FG Elektronik razvila je vi\u0161e ina\u010dica sli\u010dnih poja\u010dala na istoj \u0161asiji tako da ovakvi neiskori\u0161teni elementi nisu neuobi\u010dajeni. \u00a0<\/em> <\/span><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a>Plo\u010dica sa pretpoja\u010dalom i krugom temperaturno kompenziranog reguliranog izvora prednapona sa pobudnim bias-tranzistorima, te krugom za\u0161tite MOSFET-a od preoptere\u0107enja.<\/em><\/span><\/p>\n<\/a><\/p>\n