LM3875 low power

[philou]

Bonjour,
L'idée est venue de cette réflexion : pourquoi construire un ampli à base de LM qui peut sortir 35 watt et plus, si ce n'est que pour utiliser seulement quelques watt sous du HR et en écoutant que de la musique "dynamique" et non compressée.
Ayant déjà construit un LM3886 "low power" qui me sert en medium/aigu, j'avais constaté une grosse différence de qualité, due à la faible distorsion et à la faible dissipation thermique, les radiateurs sont "froids".

Possédant la collection quasi compléte des LM (1875, 3875, 3876, 3886), j'ai comparé les data du 3886 :
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm3886.pdf
et du 3875 :
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm3875.pdf
il est supérieur sur beaucoup de points, sauf la puissance..

Pourquoi ce 3875 précisément, parce que Chipamp venait de sortir un pcb pour lui. Pourquoi Chipamp, à cause du fait que l'on peut acheter un kit complet, les pcb seuls, et les composants seuls aussi..

Je dessine un schéma (facile avec 9 composants), et j'en discute avec Tom Christiansen :
http://www.neurochrome.com/audio/
qui valide les choix des valeurs, confirme que le low power fonctionne de façon remarquable, et y ajoute sa "touche personnelle" par l'addition d'un réseau RC destiné à améliorer la stabilité aux hautes fréquences..
Belle démarche désintéressée de Tom à qui je devais acheter un M86 pour y installer des LM3886.

L'alimentation étant en 17,5 Vdc, le LM3875 sort théoriquement la bagatelle de 2X15 w sous 8 Ohm, 2X20 w sous 6 Ohm et 2X28 w sous 4 Ohm.

Le schéma :

   

[philou]

Pour les explications sur les composants du circuit, on peut se rapporter à la page 7 du datasheet :
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm3875.pdf
Le circuit ajouté par Tom à mon premier dessin est Cf et Rf2..
Un circuit LR peut étre ajouté en sortie (en série sur out), résistance plus self, lorsque les cables hp sont longs et capactifs. Ce circuit améliore la stabilité.
L'alimentation : torique 80 VA 12 volts, ce qui donne environ 17,5 vdc sur du 235 vac. Puis j'utilise l'alim avec snubber qui fonctionne bien avec les LM :

   

Autre solution, utiliser l'alim plus simple de Chipamp :
http://chipamp.com/product/lm3875-amplifier-kit/
Astuce de Tom, placer le snubber avant les diodes, c'est à dire mettre une capa de 100 nF en paralléle sur les deux enroulements secondaires du trafo..

Les pcb :

   

Les composants Cc, Cf et Rf2 seront soudés sous le pcb.
à suivre..

[philou]

Contruction du proto :

   

Les probémes de stabilité étant résolus, restait le probléme de la dissipation thermique à étudier.
La taille des radiateurs utilisés sur le proto est assez ridicule, malgré cela la température ne dépasse pas 32° (pour 22° dans la piéce).
La mesure du DC offset donne 6mV avec en entrée un pot de 10K réglé sur environ 10 heures, donc en dessous des valeurs habituelles du LM3875.

Sur la mise en boitier, la dissipation sera plus conséquente, c'est à dire :
LM / barre de cuivre pour la conductivité / coté du boitier alu, pour la dissipation
plus ventilation haute et basse sur les capots haut et bas.

Le cout en euros :
torique 28
diodes 9
chimiques alim 12
pcb 16
LM3875 11
résistances 5
connecteurs 20
inter 5
prise iec 4
boitier 27
divers 3
total : 140 euros

a suivre..

[philou]

La mise en boitier est en route..
Me manque les barres de cuivre, environ 2x5 cm et épaisseur 2/3 mm.
Je peut trouver des barres de coupure de terre, mais trop cher.

A l'écoute (après seulement une centaine d'heure), ce qui est flagrant :
douceur, timbres et dynamique.

Si je devais quantifier sur 10 :
dynamique : 8,5
timbre : 8,5
équilibre tonal : 9
image : 8,5
puissance : 4

en comparaison du LM3886 dual mono low power :
dynamique : 8
timbre : 8
équilibre tonal : 8,5
image : 9
puissance : 6

Phil.

[philou]

Bonjour,
Nouveau schéma du safety loop breaker et brochage du pont de diode :



La photo du bas est pour illustration, il n'y a aura qu'un seul pont..

[philou]

Réflexion autour des radiateurs..
Le boitier est un Hifi2000, les profilés de coté sont les mémes quelque soit les dimensions. En mesurant les dimensions, on s'aperçoit que l'épaisseur est insuffisante pour une bonne conductivité thermique..
Ci dessous deux montages de LM que l'on voir en utlisant les cotés du boitier :



1,5 mm derriére le LM est trop juste, j'ai donc ajouter une barre d'alu de 4 mm d'épaisseur..
De la pate thermique est appliquée entre la barre et le profilé.





Le poids de la barre est de 56 gr, un coté fait 220 gr, soit 276 gr au total.
Avec les radiateurs (20 gr) ayant servis aux essais, l'élévation de temp était de 9 degrés. J'espére donc une élévation de 5/7 degrés.
Phil.

[stephane]

Oui, je confirme
http://3.bp.blogspot.com/_-i1wjkiEGro/S-...010820.JPG

Stéphane

[philou]

Bonjour,
Essai à blanc pour tester les dispositions avant de percer les faces av et ar..



Phil.

[Dominique]

Bonjour à tous,
Dans la réalisation de Stéphane, Il est clair qu'un côté de boitier HiFi200 ne suffit pas à refroidir 3 x LM3886.
   
L'ajout d'un sabot en aluminium pourrait se justifier intuitivement. Cependant cette solution n'augmente pas le coefficient de dissipation thermique du radiateur. Ce coefficient thermique dépend de la masse mais aussi de la structure (ailettes) du dissipateur. Cette remarque est aussi valable pour la réalisation de philou.

Dans ma réalisation qui s'apparente aux photos A ou B, je n'ai pas recours à l'ajout d'un sabot et je ne rencontre aucun problème d'élévation de température du chip qui est fixé au dissipateur par une vis auto taraudeuse.
   
Dans tous les cas, l'emploi de compound est indispensable pour améliorer le transfert thermique.

[philou]

Bonjour,

LM / barre de cuivre pour la conductivité / coté du boitier alu, pour la dissipation

Je n'ai pas trouvé de cuivre à prix sympa, j'ai opté pour l'alu..
Tom a largement expliqué les problématiques de la conductivité thermique et de la dissipation thermique.
Il a méme coupé un LM pour mesurer l'épaisseur du boitier à l'av et à l'ar du LM, ainsi que la position du pad..

Pour la réalisation de Stéphane la dissipation thermique est largement suffisante (mais je ne connais ni la tension ni la charge), en terme de conductivité l'ajout d'une plaque d'alu est complétement justifié..
De plus la position des LM par rapport au profilé est bonne.
Par contre je ne sais pas si la peinture des cotés a été retirée et s'il y a de la pate thermique, oui mais quelle pate ?

Phil.