Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Wyszukiwarki naszych partnerów

Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
Proszę, dodaj wyjątek elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Stabilizacja prądu spoczynkowego w PA300 i nie tylko.

radekk 31 Gru 2008 01:06 4396 9
  • #1 31 Gru 2008 01:06
    radekk
    Poziom 12  

    Chciałbym rozpocząć dyskusję na temat bardzo ważny dla twórców końcówek dużej mocy. W Pa300 były problemy ze stabilizacją, która rosła w sposób niekontrolowany co powodowało przeciążenie termiczne stopnia wyjściowego.

    oto kilka rozwiązań w kilku układach wzmacniaczy:
    Stabilizacja prądu spoczynkowego w PA300 i nie tylko.
    jest to prosty wzmacniacz o mocy 50W z 2 diodami BAVP17.


    kolejny przykład to podwójny tranzystor (darlington) w układzie stabilizacji.
    Stabilizacja prądu spoczynkowego w PA300 i nie tylko.

    W PA300 jest proste rozwiązanie stosowane na skalę masową:
    Stabilizacja prądu spoczynkowego w PA300 i nie tylko.
    To rozwiązanie nie zdaje często egzaminu a często sprzężenie cieplne tranzystorów zawodzi ze względu na dużą pojemność termiczną radiatora jednocześnie małą struktury tranzystora.

    Poniżej jest rozwiązanie z Giganta 2000 lecz stopień wyjściowy jest bardziej skomplikowany. Gigant 2000 ma dobry układ zasilania części napięciowej, co umożliwia filtrację zakłóceń pochodzących od zasilania.
    Stabilizacja prądu spoczynkowego w PA300 i nie tylko.

    Myślę, że z powodzeniem można dokonać modyfikacji w PA300 odnośnie stabilizacji prądu spoczynkowego (zastosowanie układu darlingtona). Można też rozdzielić zasilanie stopnia wyjściowego i napięciowego (przykład Petera w jego końcówce 750W - poniżej, oraz w gigancie - powyżej). Rozwiązanie powinno mieć dwojaki wpływ na końcówkę:
    1)obniżenie strat przez zmniejszenie napięcia zasilającego stopień prądowy w stosunku do napięcia zasilającego stopień napięciowy,
    2)lepsze odfiltrowanie napięcia zasilającego stopień napięciowy w tym czułe wzmacniacze operacyjne.

    Stabilizacja prądu spoczynkowego w PA300 i nie tylko.

    Temat jest ciekawy, ale nie nadaje się do działu DIY.
    Proszę na przyszłość czytać opisy działów.
    Przeniosłem z DIY
    Nie kasować wpisu.
    /Faces/

  • #2 31 Gru 2008 09:18
    twazny
    Poziom 26  

    Witam. Kilka lat temu(2005r i wcześniej) toczyły sie na forum dyskusje o budowie wzmacniaczy i w nich zawarte były informacje na temat układów prądu spoczynkowego.Stron jest wiele ale warto je przeczytać.
    Ogólnie rzecz biorąc każdy z powyższych układów spełni swoje zadanie pod jednym warunkiem.Otóż schemat nie informuje jak i gdzie umieszczony jest element kompensacji cieplnej, i jak rozmieszczone są elementy mocy na radiatorze.
    A to jest podstawa!!!
    Najbardziej czuły jest układ z 2 obrazka, obrazki 3,4,5 sugerują że elementy mocy są na dwu oddzielnych radiatorach, lub mocowane w dwu oddzielnych grupach.
    Ważna jest informacja że rezystancja dzielnika ma wpływ na czułość,i to ze charakterystyki kompensacji mogą być różne.Zwykle jeśli bezwładność cieplna jest nieduża (pomiar w bezpośredniej bliskości) to układ dochodzi z powolną oscylacja do zadanego prądu.W innym przypadku dochodzi powoli.
    Trwa to kilkanaście minut.Przy testach podgrzewamy dodatkowo suszarką kontrolując prąd. Nie ma prawa wzrastać.Jeśli już jakieś zmiany to może opadać do kilkunastu procent wartości przy wysokich temperaturach.
    Wszystko to jest na forum opisane.Jest tego sporo do przejrzenia ale warto.

  • #3 31 Gru 2008 13:05
    radekk
    Poziom 12  

    Witaj Twazny. Odnośnie schematu Giganta.Tam radiator był 1 na całą końcówkę.Myslę że tutaj chodzi o czułość ze względu na wielostopniowy stopień końcowy. Poniżej zamieszczam kolejny przykład wzmacniacza ze regulacją prądu spoczynkowego na dwóch tranzystorach w konfiguracji przypominającej odwróconego darlingtona.
    Stabilizacja prądu spoczynkowego w PA300 i nie tylko.

    Dodano po 2 [minuty]:

    Dodatkowo sam wzmacniacz ma rozdzielone zasilanie stopnia napięciowego i prądowego co jest dużym atutem ze względu na straty w stopniu wyjściowym oraz odfiltrowanie napięcia zasilającego stopień napięciowy.

  • #4 31 Gru 2008 13:20
    twazny
    Poziom 26  

    Kompensujemy temperaturę wtórników końcowych ze względu na multiplikacje prądu spoczynkowego w funkcji temperatury,a nie stopnie napięciowe.
    Jeśli chodzi o ostatni schemat jest obojętne czy to będzie darlington czy dwustopniowy wzmacniacz.Rzecz w obudowie tranzystora, tu jest typu TO126 łatwe do zamocowania.

  • #5 31 Gru 2008 15:35
    radekk
    Poziom 12  

    Zgadza się. Chodzi o betę tranzystorów w stopniu wyjściowym (prądowym). Beta z reguły rośnie o 300-500% przy wzroście temperatury struktury tranzystora bipolarnego od -20 do 100 stopni celcjusza. dla warunków domowych przty tranzystorach o becie 50 dla 25 stopni wzrost jest z reguły 2-3krotny

    Dodano po 30 [minuty]:

    przy osiągnięciu temperatury struktury 75-90 stopni. Tważny, zdaje mi się, ze nie pisałem nigdzie o stabilizacji prądu spoczynkowego stopni napięciowych. Pisałem o stabilizacji napięcia zasilającego stopnie napięciowe co ma znaczący wpływ na szumy wzmacniacza (te pochodzące od zasilania oczywiście). Na szumy termiczne wplywu nie mamy. Tu decyduje jakość komponentów. Poza tym szumy termiczne rosną wykładniczo w stosunku do wzrostu temperatury. Dobre chłodzenie wnętrza wzmacniacza ma sens zawsze.

  • #6 31 Gru 2008 18:03
    Ptolek
    Poziom 36  

    Ja bym nie powiedział, że chodzi o betę. Beta określa stosunek prądu Ic do Ib, a nas interesuje raczej charakterystyka Ic(Ube) dla pracy aktywnej, i jej przesuwanie się pod wpływem temperatury. Dokładniej, przesuwanie się w kierunku niższych napięć Ube przy wzroście temperatury.
    Znalazłem taką charakterystykę dla tranzystora średniej mocy (3W) typu BDP947:
    Stabilizacja prądu spoczynkowego w PA300 i nie tylko.
    Niestety charakterystyka dotyczy napięcia Uce = 2V. Mam nadzieję, że przy większym napięciu Uce wykres niewiele się zmieni :D (o ile się nie mylę, po prostu nieco większy będzie prąd kolektora, za sprawą efektu Early'ego).
    Załóżmy, że ten tranzystor jest tranzystorem sterującym we wzmacniaczu mocy, niech więc prąd kolektora (spoczynkowy) wynosi ok. 4mA. Z wykresu można odczytać, że odpowiadające temu napięcie Ube wynosi ok. 0,58V dla 25 stopni. Po wzroście temperatury do 100 stopni, napięcie Ube powinno wynosić 0,38V, aby utrzymać ten sam prąd. Jeśli nie zmienimy napięcia Ube, prąd wzrośnie z 4mA do ponad 400mA.
    To samo można policzyć z równań Ebersa-Molla, ale nie wiem, czy teoria lepiej pasuje do praktyki, niż dane z noty katalogowej.
    Oczywiście we wzmacniaczach mamy rezystory emiterowe, które znacznie ograniczają wzrost prądu. Żeby uwzględnić wpływ rezystora emiterowego, też trzeba skorzystać z równania Ebersa-Molla.
    W każdym razie widać, choćby z tego wykresu, że wielkość zmian napięcia Ube, spowodowana wzrostem temperatury, niewiele zależy od pradu kolektora (w interesującym nas zakresie). Dużo więcej moim zdaniem zależy właśnie od umieszczenia tranzystora(ów) kompensacyjnego na radiatorze i od wartości rezystorów emiterowych, niż od stosunku prądu kolektora tranzystorów mocy do prądu kolektora tranzystora kompensacji.
    Układ kompensacji z Giganta wyróżnia się chyba tylko użyciem dwóch tranzystorów zamiast jednego. Nie zauważam żadnych korzyści płynących z zastosowania tego układu. Chyba jedyna korzyść to rozdzielenie na dwa tranzystory, jeden można umieścić na jednym radiatorze, a drugi na drugim, jeżeli końcówka mocy ma rozdzielone termicznie radiatory.

  • #7 31 Gru 2008 18:59
    radekk
    Poziom 12  

    Hej. nie wiem co myslisz o tym gigancie, lecz gigant ma zaprojektowaną płytkę pod 1 radiator. w notach katalogowych często (zawsze) są wykresy charakterystyk bety w funkcji prądu kolektora i najczęściej podawane charakterystyki dla temperatury złącza: -25, 25, 100 stopni C. Więc jest tutaj duży wpływ temperatury. a 2 tranzystory połączone w szereg to 2 krotne wzmocnienie bety (zsumowanie jeśli są różne bety). układ darlingtona to już iloczyn bety każdego z tranzystorów.

  • #8 31 Gru 2008 19:24
    Ptolek
    Poziom 36  

    Wykresy charakterystyk bety, o których mówisz, można częściej spotkać w notach katalogowych. Beta też jest ważna, i zmiana bety ma związek ze zmianą napięcia Ube. Właściwie wykres z mojego poprzedniego postu, to zależność f=beta*Ib(Ube), czyli f=Ic(Ube). Myślę więc, że zmiany bety, o których mówisz, są już na tym wykresie uwzględnione. I faktycznie, doszedłem do wniosku, że posługując się samym równaniem Ebersa-Molla nie otrzymamy takiej zależności, jak na tym wykresie.

    Ale myśląc o stabilizacji prądu stopnia końcowego, na pewno musimy myśleć o napięciu Ube, a nie tylko o samej becie. Nie stabilizujemy przecież prądów baz, tylko napięcie między bazami tranzystorów. Słynny układ z tranzystorem służy przecież jako regulowana dioda zenera - czyli źródło napięcia, o odpowiednim współczynniku zmian napięcia pod wpływem temperatury.

    O Gigancie nic nie myślę, chciałem tylko zauważyć, że ten układ kompensacji nie różni się niczym od tego w PA300, poza tym, że ma dwa tranzystory. To po prostu dwa układy z PA300 połączone szeregowo. A te dwa rezystory 22k na moje oko nie mają związku z prądem spoczynkowym, raczej z linearyzacją stopnia końcowego.

  • #10 01 Sty 2009 07:53
    radekk
    Poziom 12  

    Witam. Z okazji nowego roku życzę wszystkim odwiedzającym elektrodę i nie tylko wszystkiego najlepszego.
    Co do tematu dyskusji: dokument przedstawiony przez Jony-ego jest sensowny. Jest wyraznie napisane do jakich aplikacji nadają się poszczególne rozwiązania stabilizacji prądu spoczynkowego. Chyba jednak układ z dwoma tranzystorami (analogia dla Giganta 2000) byłby bardzo sensownym rozwiązaniem. Ponadto można byłoby zastosować go dla końcówek z dwoma radiatorami, choć najczęściej stosuje się 1 radiator.

 Szukaj w ofercie
Zamknij 
Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME