Mosfet no lugar de válvulas

JAB

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Prezados, iniciei ano passado umas experiências usando MOSFET's no lugar de válvulas pois verifiquei nos datasheets excelentes características dos mesmos.
Experimentei vários MOSFET's desde 900V à 1500V de VDSS. Hoje uso MOSFET's de 1500V/4A. Estou usando o STW9N150.
Iniciei as experiências em classe A com 6W de potência e cheguei facilmente à 21W. Em push pull cheguei à 40W mas não era meu objetivo.
Meu objetivo era classe A com o mínimo de realimentação possível. Minha espectativa era o chamado "som da válvula" que vivi da década de 60.
Atualmente estou com um protótipo de 21W, menos que 2% de distorção harmônica, resposta sem realimentação de 47Hz à >30kHz e, com realimentação, 25hz à >30kHz.
Obviamente a dissipação é grande uma vez que a polarização é em torno de 200mA em 370V. Usei 2 MOSFET's em paralelo (sem problemas). O transformador de saída é 4/8 para 2,1kohms.
A excitação dada pelo driver é em torno de 4,5Vrms.
O único risco é a carga abrir ou transição nos filtros grave, médios e agudos, mas desenvolvi uma proteção de dreno que limita a tensão em torno de 1100V garantindo a integridade dos MOSFET's.
Sujeito a observações e críticas.
Abraços
 

jfonseca

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Boa noite, JAB. Bem-vindo a nossa comunidade.

Um amigo aqui de Brasília brincou muito tempo com MOSFETs no lugar de válvulas. Ele saiu do ramo de eletrônica, mas se fosse algum tempo atrás poderia pedir a ele para comentar.

Eu fiz o caminho inverso, como queria usar o testador de MOSFETS para traçar curvas características de válvulas, tentei adaptar válvulas onde era pra ser MOSFET, pois o traçador de curva que havia disponível era para estado solido.

O tempo ficou curto e não levei mais adiante. Não era complicado, o maior desafio era controlar corretamente a tensão negativa fora do traçador porque a tensão de controle dos FETs era positiva.

Se houver algo sobre valvulas que eu possa ajudar, estamos aí. Abraço!
 

JAB

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Boa tarde jfonseca.

Estou bastante adiantado neste meu projeto de mosfet substituindo válvulas. A coisa está indo muito bem.

Continuo fazendo experiências, agora diminuindo a impedância de primário de 2k para 1k para baixar o Vcc. Hoje trabalho com 370V e o pessoal reclama que é perto demais da isolação dos capacitores da fonte comerciais. Com 1k o calculado vai para Vcc=260V.

Meu alto falante de 15" também já chegou e vou partir para a caixa de som.

Acabei, devido a um outro forum que participo, dando uma parada no projeto, porque a turma queria amplificadores que gerassem distorções de harmônicas pares para uso em guitarras. Passei 2 anos trabalhando para diminuir ao máximo a distorção e de repente inverti as pesquisas para gerar distorções.

Já estou no fim deste novo projeto. Consegui fazer um dispositivo que gera harmônicas pares, na verdade predominantemente 2ª harmônica, cujo controle fica a cargo do operador.

Posso ajustar de, desde fundamental 100% até a 2ª harmônica 100%, passando por diversas graduações de relação 2ªh/fundamental.

As pesquisas começaram com 30% de 2ª h, fui a 50% (dobrador de oitava) e passei a suprimer totalmente a fundamental e ficar só com a 2ª h.

Tudo proporcional ao sinal de entrada, sem filtros, sem clipings. Resposte <50Hz à >10kHz.

Não entendo nada de música mas a coisa está funcionando, pelo menos tecnicamente.

O FFT do osciloscópio mostra uma bela 2ª h e outras pares com baixíssimas harmônicas ímpares. Conforme altero o potenciômetro altero a relação 2ªh/fundamental dando efeitos no som.

Como existe o mito de que o "som da válvula" era a presença destas harmônicas pares, naturalmente gerada pelas válvulas, vou agora utilizar este dispositivo para gerar uma distorção controlada de harmônicas pares no aúdio convencional.

Vamos ver no que vai dar.

A meta deste projeto, do amplificador a mosfet, era chegar ao som antigo dos valvulados. Só quem esteve lá sabe o que é.
 

JAB

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Finalmente chegou meu novo trafo de saída, agora com 1k2 de impedância de primário.
O anterior era de 1k9 e, para conseguir 21W de saída, precisava de 370 Vcc de fonte. Com 1k2 a fonte é agora com 300Vcc.
No anexo os dados medidos do amplificador a plena potência com carga artificial de 8 ohms.
 

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