MEMODIFIKASI OCL 150W HUBUNGAN DAYA TERHADAP BEBAN DAN TEGANGAN
Berikut ini adalah perhitungan untuk menentukan berapakan Watt output amplifier OCL jika menggunakan tegangan kerja tertentu.
Tabel Hubungan Beban Tegangan Daya
Dari tabel di atas nampak bahwa dengan menggunakan tegangan supplai simetris 42VDC maka akan menghasilkan daya keluaran 159 Watt pada beban 4 Ohm atau 93 Watt pada beban 8 Ohm.
Berarti apabila amplifier anda menggunakan transistor TIP3055 sebagai final amplfier maka gunakan saja tegangan simetris 33VDC untuk melayani beban speaker 4 Ohm.
Kenapa selalu 4 Ohm? Karena beberapa penerapan di lapangan biasanya menggunakan paralel 2 buah speaker 8 Ohm.
Disamping itu ini adalah untuk jaga-jaga dengan menggunakan beban terendah sekalipun dalam aplikasinya anda menggunakan beban 8 Ohm.
MEMODIFIKASI OCL 150W dengan TOSHIBA C5200 / A1943 PERLU BERAPA
Transistor keluaran TOSHIBA dengan nomer 2SC5200 yang berpasangan dengan nomer 2SA1943 menurut datasheets adalah mampu menghasilkan daya hingga 150 Watt (1).
Dengan patokan ini maka akan kita ketahui berapakah jumlah pasangan ( PAIR ) transistor yang anda perlukan apabila mengaplikasin sebuah tegangan supplai tertentu.
Tegangan kerja Power dan Keperluan Transistor
Dengan tegangan kerja 42VDC simetris, maka hanya memerlukan 1 pasangan transistor 2SC5200 / 2SA1943.
Demikian pula jika kita merancang sebuah amplifier dengan keluaran 1000 Watt maka kita perlu sebuah sumber tegangan DC sebesar 99VDC dan 6 buah pasang transistor buatan Toshiba ini.
Note: Jika anda masih belum mahir dalam bermain power amplifier saya menyarankan untuk bermain di tegangan aman saja, yakni 65VDC kebawah atau 45VCT. Satu kesalahan saja akan menyebabkan anda mengalami kerugian biaya dan mungkin cidera serius.
MEMODIFIKASI OCL 150W DENGAN TEGANGAN GANDA UNTUK OCL ANDA
Untuk membikin amplifier anda semakin efisien / ngirit daya, maka ada baiknya anda menaikkan tegangan preamp dan VAS selalu lebih tinggi 10 Volt hinga 15Volt lebih tinggi dari tegangan Final Power Amplifier.
Kenapa demikian?
Karena output amplfier akan menjadi efisien apabila peak volt atau tegangan puncaknya adalah mendekati tegangan supply.
Karena dalam rangkaian OCL ini terjadi kerugian tegangan pada driver dan Power amplifier serta bermain pada tegangan ganda, maka kerugian tegangan sekitar 5 Volt adalah tidak bisa kita hindari.
Itulah kenapa kebanyakan power amplifier built up menggunakan 2 tegangan berbda untuk power dan pre-amplifiernya.
Preamplifier selalu lebih tinggi 10V hingga 15 Volt terhadap tegangan supplai Power Amplifier.
Skema ide MEMODIFIKASI OCL 150W menggunakan suplai ganda
Tulisan ini melanjutkan tulisan saya 2 hari yang lalu tentang cara MODIF OCL 150W, kit legendaris OCL 150W agar supaya bisa menjadi amplfier yang JOSS.
Dengan menggunakan skema aslinya, maka hasil osiloskop digital Dengan sinyal input sebesar 1 Vp_p adalah seperti gambar berikut ini:
Bentuk sinyal output OCLmenurut simulasi
Dalam ilustrasi nampak bahwa pucuk sinyal mengalami clip pada +24Vp akan tetapi masih normal pada -24Vp.
Sinyal terpotong ini akan menghilang ketika sinyal input kita turunkan menjadi 850 mVpp.
Akan tetapi keluaran dari amplifier menjadi 24Vp atau 48Vpp atau 17VAC pada beban 8 Ohm atau sebesar 36 Watt.
Menurut saya ini tidak effisien. Boros.
MODIF OCL 150W DENGAN MEMPERKECIL RESISTOR BOOSTRAP UNTUK MENAIKKAN +Vp
Saya menduga sinyal menjadi terpotong karena arus supplai dari transistor driver masih kurang besar.
Karena itu saya mencoba mengubah nilai resistansi dari 2 resistor boostrap R7 dan R8 ke angka yang lebih kecil.
Nilai semula R7 adalah 2K2 sementara R8 adalah 4K7.
Pada simulasi ini nilai terbaik untuk mencapai puncak tertinggi adalah dengan mengubah menjadi 2K untuk R7 dan 1K8 untuk R8.
Disini nampak jika output puncak pada sisi + telah normal dan sama dengan puncak pada sisi – , yaitu sama sama 28Vp atau menjadi 56Vpp.
Ini berarti output menjadi (28×0,707)2/8 = 50 Watt pada beban 8 Ohm.
Note: Jika anda mengubah nilai resistansi speaker menjadi 4 Ohm ( semisal speaker 8 Ohm anda paralel 2 buah ), maka daya amplifier akan menjadi 100 Watt. Maksimum kemampuan transistor.
MODIF OCL 150W DENGAN MERUBAH RESISTOR BIAS DRIVER
Pada skema aslinya, resistor 100 Ohm terpasang untuk paralel dengan D penyearah.
Tegangan pada resistor emitor transistor Final Output Q8 terbaca 1,07mV pada resistor 0,47 Ohm. Maka arus IDLE menjadi :
1,07 x 0,47 = 0,5mA.
Arus idle pada transistor Final
Ini masih kurang ideal. Idealnya adalah ada arus stasioner sebesar 7mA pada transistor Power sehingga harusnya tegangan pada resistor emitor adalah sebesar:
7mA x 0,47 Ohm = 3,3mV.
Untuk mendapatkan tegangan sebesar ini maka kita harus mengubah resistor ini menjadi 74 Ohm ( 56+18 ) paralel dengan 2 buah penyearah 1N4148.
MODIF OCL 150W DENGAN MENAMBAH TRANSISTOR FINAL POWER
Untuk membikin transistor final mampu bertahan dalam melayani audio dengan level tinggi maka memerlukan sepasang transistor 3055 / 2955 lagi untuk penambahan arus kepada beban.
Dengan demikian maka 2 pasang transistor nantinya akan mampu menghasilkan daya hingga 2 x 100 Watt = 200 Watt.
Me modif OCL 150 Watt untuk menjadi power yang joss seperti yang mereka harapkan agaknya tidak pernah habis. Selalu ada kreasi dari penghobi rangkaian kit legendaris ini.
Table of Contents
Dalam tulisan ini saya mencoba untuk membahas skema rangkaian OCL ini dengan pendekatan perhitungan.
Saya menggunakan software matematis untuk rangkaian elektronika yang bernama PROTEUS.
Software ini tidak gratis akan tetapi kita mendapatkan keleluasaan untuk mencoba ( TRIAL ) software ini hingga waktu yang tertentu.
SKEMA DASAR MODIF OCL 150 WATT
Berikut ini adalah contoh skema dari OCL 150 Watt versi PAK JON.
KLIK GAMBAR UNTUK MEMPERBESAR
Skema asli OCL 150 Watt
SKEMA VERSI LAINNYA
Dalam versi 150 Watt lainnya saya juga pernah melihat ada beberapa audiophiller membikin kit amplifier OCL ini dengan gaya mereka sendiri dengan jalan mengubah atau modif beberapa titik dan komponen pada awalnya seperti:
Resistor bias basis
Zobel RC pada output amplifier
Induktor Output
Transistor Servo Bias
OCP
Paralel Transistor Output
Penggantian transistor power
Dioda Damper
Dan sebagainya
Penjelasan item di atas adalah bisa saya uraikan seperti gambar di bawah ini:
KLIK GAMBAR UNTUK MEMPERBESAR
Skema Modif OCL 150 Watt
MODIF OCL 150 WATT RESISTOR BIAS BASIS
Dari gambar di atas bisa saya jelaskan bahwa pada basis Q3 ada sebuah resistor sebesar 10K yang terhubung ke Ground.
Resistor terhubung ke supplai negatif
Pada skema aslinya resistor ini terhubung ke tegangan negatif.
Ini berarti arus yang melewati resistor R4 adalah ( 42V – ( 2 x 0,7) + ( -42V ))/10K = 8.26 mA.
Berarti d-ssipasi daya pada R4 adalah 8,26mA x 82,6Vdc = 682mW.
Itulah kenapa R4 ini selalu sering panas ketika terpasang dengan kemasan 1/4 Watt dan hanya hangat pada kemasan 1/2 Watt.
Idealnya adalah menggunakan resistor 1 Watt atau lebih.
Dari beberapa skema yang saya koleksi, memang banyak resistor bias yang terhubung ke ground, meskipun ada juga yang menggunakan prinsip terhubung ke negatif.
R basis untuk stabiliser bias
Dengan menggunakan resistor terhubung ke Ground, maka resistor tidak akan mengalami panas berlebihan karena ia hanya mengalirkan arus adalah sebesar V Supplai – ( V 2 Rectifier )/ Resistor Basis atau
42V – ( 2 x 0,7V ) / 10.000 = 4,06 mA
sehingga daya resistor R4 adalah:
42-(2×0,7)/4,06 = 165mW.
Sangat aman jika menggunakan resistor 1/2 Watt.
MODIF OCL 150 WATT ZOBEL NETWORK
Zobel network adalah barisan Resistor dan Capasitor pada sebuah output Power Amplifier.
Menurut artikel ini ( 1 ) , Zobel network akan berfungsi baik jika beban yang terpasang adalah speaker berjenis woofer.
Woofer adalah jenis speaker yang kemampuan menterjemahkan sinyal frekwensi menjadi isyarat suara, namun hanya dalam range frekwensi audio orde rendah.
Ini biasa kita sebut dengan nama yakni BASS.
Pada kit rangkaian OCL 150 watt yang asli, resistor dan kapasitor adalah tidak terpakai.
Dugaan saya adalah untuk menekan biaya.
Zobel Network
Akan tetapi untuk menekan frekwensi tinggi yang mengganggu WOOFER , maka resistor ini perlu kita pasang.
INDUKTOR OUTPUT
Pada beberapa rangkaian power amplifier Hifi, paralel R dan L terpasang sesudah transistor Final Output akan tetapi sebelum speaker.
Tujuan pemasangan komponen ini adalah untuk meredam frekwensi tinggi yang masuk ke speaker.
Pada frekwensi tinggi nilai reaktansi induktif atau resistansi pada induktor adalah besar.
Karena besar, pada saat output amplifier mengeluarkan frekwensi lebih dari treble dengan level besar maka ia akan tertahan oleh induktor sehingga bisa mengamankan koil speaker dari kebakaran.
Resistor terparalel induktor adalah untuk menjaga output ke speaker agar tidak terlalu besar khusus untuk nada treble.
Demikian sebaliknya pada frekwensi rendah nilai resistansi induktor adalah sangat rendah. Sehingga sinyal bass tetap bisa lolos.
MODIF OCL 150 WATT TRANSISTOR SERVO BIAS
OCL standart hanya melibatkan dioda dan resistor. Dioda bertugas untuk mensearahkan arus dan sinyal AC, sementara Resistor untuk menentukan arus idle / stasioner pada emitor.
Diode Resistor untuk bias driver
Dengan menggunakan 3 buah rectifier D3, D4, dan D5 maka tegangan antar basis adalah sekitar 3 x 0,7 Vdc atau 2,1VDC.
Akan tetapi karena ada kehadiran resistor R9, maka tegangan drop pada D5 akan lebih kecil dari 0,7 tergantung nilai resistansi R9.
Semakin besar nilai R maka tegangan pada D5 akan mendekati 0,7 akan tetapi jika resistor mengecil maka D5 akan semakin mengecil.
Pada beberapa rangkaian OCL yang komplek, servo bias hadir untuk menjawab bagaimana cara menstabilkan suhu transistor final output.
Servo biasanya berupa sebuah transistor NPN yang menghubungkan antar basis dari transistor Driver Amplifier.
Transistor ini harus berada dalam satu pendingin dengan transistor final power dengan maksud untuk menyesuaikan suhu pendingin.
Transistor Servo Driver
Semakin panas suhu pendingin, maka transistor servo ini akan memperkecil drop tegangan kolektor emitor Q9 sehingga tegangan antar basis transistor driver Q5 dan Q6 menjadi kecil.
OCP
X
MODIF OCL 150 WATT PARALEL TRANSISTOR OUTPUT
Orang menambahkan sepasang transistor Power untuk membikin output Power menjadi lebih kuat karena mampu mengalirkan arus ke output atau speaker.
Beberapa hal adalah transistor TIP3055 dan TIP2955 terpasang masing-masing 2 buah agar supaya mampu mengalirkan arus sehingga ada kemampuan hingga 200 Watt ( mengingat TIP 3055 = 100 Watt ).
PENGGANTIAN TRANSISTOR POWER
Ketika orang mengetahui bahwa transistor power mengalami panas berlebihan maka beberapa orang mengganti dengan transistor yang lebih besar dsippasi daya-nya.
Beberapa orang mengganti TIP3055 dengan nomer lain semisal 2SC3858 atau 2SC5200 dan sebagainya.
MODIF OCL 150 WATT DIODA DAMPER
Dioda damper adalah dioda yang bertugas untuk meredam arus balik dari speaker.
Perlu kita ketahui bahwa speaker adalah sebuah induktor yang berada di atas inti magnet.
Ketika ada getaran pada speaker, maka sebenarnya speaker juga mengeluarkan arus balik yang mengarah ke transistor power.
Beberapa kasus arus balik ini akan merusak transistor. Karenanya untuk mencegah hal ini maka perlu sepasang dioda damper untuk pencegahan ini.
Note: pada beberapa transistor power terkadang telah tersedia internal Dioda damper sehingga konstruktor tidak perlu menambahkan dioda damper ini.
Demikian beberapa poin yang sering kita jumpai dalam skema OCL ini.
Kit PCB dan kit Module OCL SymAsym 5.3 adalah nama kit audio yang telah ada di pasaran OMBRO online sejak lama.
Semenjak saya bertemu dengan kit ampli ini, maka saya mencoba untuk mengenal rangkaiannya.
INFO SKEMA OCL SYMASYM
Berikut ini adalah skema edit SYMASYM 5.3 yang saya dapatkan dari toko online internasional
KLIK UNTUK MEMPERBESAR
TEGANGAN SUPPLAI
Menggunakan tegangan rate 45VDC simetris. Dengan tegangan 45VDC maka ada kemungkinan bagi amplifier ini untuk mencapai daya hingga 182 Watt pada beban 4 Ohm.
Beban di bawah 4 Ohm sangat riskan karena akan menimbulkan overheating pada transistor power.
DRIVER POWER
Driver power untuk rangkaian ini menggunakan transistor MJL15030 / MJL15031
TRANSISTOR FINAL OUTPUT
Menggunakan pasangan MJL3281A / MJL1302A yang memiliki kemampuan output hingga 200 Watt(1)
Sebuah majalah pada tahun 1985 menampilkan artikel tentang sebuah amplifier OCL dengan komponen utama MOSFET 100W AEM6500 untuk menghasilkan audio yang ber fidelitas tinggi 100 Watt pada beban 4 Ohm.
Daftar Isi
Saya menduga AEM adalah singkatan dari AUSTRALIAN ELECTRONIC MAGAZINE. Sementara 6500 adalah nama seri amplifeir ini.
MOSFET pada era 80 adalah komponen yang tergolong teknologi baru karena ia adalah komponen bangsa transistor namun memiliki kemampuan menyalurkan arus dengan nilai resistansi sangat rendah dan nilai kapasitor internal juga sangat rendah.
Karenanya MOSFET cocok dipakai untuk saklar berkecepatan tinggi.
SKEMA MOSFET 100W AEM6500
Hasil edit amplifier adalah seperti berikut ini:
Klik gambar untuk memperbesar.
Skema rangkaian ini menggunakan prinsip OCL dengan memanfaatkan komponen MOSFET untuk saklar arus akhir.
Sebagai penggemar elektronika audio ombro termasuk kelas D saya heran saja dengan nama sebuah kit PCB ini kok bertulis D200 ( 200 Watt ) VANESA ANJLOK. Apakah karena berhubungan dengan tragedi kecelakaan maut seorang artis yang bernama VANESSA ANGEL?
Table of Contents
Jika demikian ( anjel jadi anjelok ) maka PCB ini pastinya buatan sekitar 2021 akhir karena kejadian tersebut adalah sekitar November 2021. Anjelok adalah istilah orang Jawa yang berarti terjatuh atau longsor atau copot.
PCB ini saya temuka saat kelayapan di Internet dan mencari dagangan elektro audio di toko online.
Hasil tracing pada PCB Kelas D 200 Watt VANESA ANJLOK
Dari skema tracingan ini nampak bahwa rangkaian ampli kelas D ini tidak saya dapati rangkaian generator segitiga maupun modulator audionya seperti rangkaian kelas D umumnya.
Ia hanya memanfaatkan distorsi sinyal untuk menjadikan sinyal audio ini menjadi peak dan akan nampak seperti sinyal pulsa yaitu gelombang kotak.
Ini bisa saya lihat dari besarnya nilai resistor feedback pada OPAMP ke-3 dan ke 4 yang jelas akan menghasilkan output mendekati PEAK.
SKEMA GAMBAR ULANG VANESA ANJLOK
Berikut ini adalah hasil reka ulang atau gambar ulang skema dari kertas buram menjadi sebuah skema standart . Menggunakan software PROTEUS V8.
KLIK GAMBAR UNTUK DONLOT ATAU MELIHAT
Dari skema hasil gambar ulang ini saya dapatkan informasi bahwa rangkaian ini lebih sederhana daripada rangkaian ampli kelas D yang sejenis.
Tidak ada IC buatan IRS di sini. Hanya murni menjadikan sinyal audio menjadi sinyal pulsa. Tidak ada IC osilator PWM dan pembentuk gelombang segitiga.
Dari skema ini nampak bahwa sinyal audio yang masuk ini seolah-olah menjadi pulsa.
Yang bertugas merubah sinyal audio menjadi pulsa adalah OPAMP nomer TL074 yang berisikan 4 buah OPAMP.
Dan sepasang MOSFET ini hanyalah sebuah saklar elektronik berkecepatan tinggi dengan kerapatan / DUTY CYCLE sesuai dengan frewensi masuk.
Selanjutnya Induktor 22uH dan Kapasitor Output 1uF ini bertugas untuk mengembalikan sinyal dengan bentuk pulsa ini menjadi sinyal berbentuk sinus.
UJI SIMULASI VANESA ANJLOK
saya telah mencoba mensimulasi rtangkaian ini akan tetapi mengalami kegagalan. Ada kemungkinan kesalahan dalam gambar ulang atau permasalahan lainnya yang belum diketahui.
