Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Wzmacniacz push-pull na darlingtonach komplementarnych

Madrass 21 Mar 2017 21:46 1044 20
  • #1 21 Mar 2017 21:46
    Madrass
    Poziom 12  

    Postawiłem sobie za cel budowę wzmacniacza, który przenosiłby również składową stałą.

    Zagłębiając się w temacie doszedłem do wniosku, że warto byłoby na początku rozważyć wzmacniacz mocy oparty o parę darlingtonów TIP142 oraz TIP147. Stopień push-pull objąłem ujemnym sprzężeniem zwrotnym przy użyciu wzmacniacza operacyjnego TL082. Przy emiterach umieściłem rezystory 0.22Ω. Schemat ideowy wygląda na tym etapie następująco:
    Wzmacniacz push-pull na darlingtonach komplementarnych

    Jednakże przy wyższych częstotliwościach zauważyłem, że sprzężenie zwrotne nie daje rady z korekcją zniekształceń przejścia:

    Wzmacniacz push-pull na darlingtonach komplementarnych
    Tutaj na zielono zaznaczyłem przebieg wyjściowy, a na żółto zadany 100 kHz.

    Wpadłem więc na pomysł, żeby spolaryzować bazy diodami, żeby skompensować zatkanie darlingtonów na przedziale ±1.4 V. Tak więc zmodyfikowałem schemat na następujący:
    Wzmacniacz push-pull na darlingtonach komplementarnych

    Niestety temperatura tranzystorów szybko rozbiegła do ogromnych wartości mimo umieszczenia ich na radiatorze. Jeden z tranzystorów po 5 sekundach dostał przebicia między kolektorem a emiterem i zabawa się skończyła. :D

    Długo myślałem co tak naprawdę poszło nie tak. Zrozumiałem, że błędem było:
    1. Niezamocowanie diod na wspólnym radiatorze z tranzystorami, przez to napięcia BE obu darlingtonów spadły dużo poniżej biasowania diod.
    2. Ponadto doczytałem w "Sztuce elektornika" P. Horowitza, iż jeżeli używamy rezystorów emiterowych, to użycie 4 diod nie wystarczy do nadania prawidłowego biasu.

    Chciałbym się dowiedzieć czy moje wnioski są poprawne oraz w jaki sposób poprawić schemat, aby skutecznie zlikwidować zniekształcenia przejścia.
    Pozdrawiam serdecznie! :)

    BTW: Zauważyłem, że mój układ się wzbudza czasami przy silnym obciążeniu, ale to zagadnienie na inny wątek.

    0 20
  • #2 21 Mar 2017 21:59
    Bieda z nędzą
    Poziom 31  

    Czy dostał zwarcia pomiędzy C-E to tego nie wiadomo. Równie dobrze mogła dostać zwarcia dioda występująca pomiędzy tymi elektrodami.
    A takie pytanie- z czego to zasilasz?

    0
  • #4 21 Mar 2017 22:12
    Bieda z nędzą
    Poziom 31  

    Madrass napisał:
    wydajności prądowej 5A. Połączyłem je szeregowo i ustawiłem na ±17V.

    Przy tym prądzie nie powinno sie im nic stać (ufam, że masz zasilacz z ograniczeniem prądu czerpanego).
    Natomiast mogła dostac zwarcia wewnętrzna dioda, jeżeli została spolaryzowana w kierunku przewodzenia.

    0
  • #6 21 Mar 2017 23:15
    trymer01
    Moderator Projektowanie

    Czytaj o "thermal runaway".
    Diody powinny być cieplnie sprzężone z tranzystorami, lepszy skutek daje układ z mnożnikiem Ube (szukaj - czytaj).
    http://vlsi.imio.pw.edu.pl/pmk/pmk_W10_4.html
    Układ daje dobre rezultaty (stabilność termiczną) o ile zadba się aby zapewnić właściwą kompensację (ani za małą ani za dużą) - to się robi tak aby tranzystor miał jak najlepszy kontakt z tranzystorami mocy (nawet nie z ich radiatorem ale tranzystorami mocy), a ograniczenie kompensacji za pomocą doboru wartości oporników dzielnika bazy tego tranzystora)
    Taki układ jest niepraktyczny - mała sprawność - dużo ciepła, gdyż ten WO może dać Uwy=Uzas- ok.2V-Ube= ok. Uzas-3,5V.
    Poza tym w miarę wysterowania (gdy Uwy WO zmierza do plusa albo do minusa) maleje prąd płynący przez diody.
    Czytać, eksperymentować, czytać...

    0
  • #7 22 Mar 2017 00:17
    Madrass
    Poziom 12  

    trymer01 napisał:
    Diody powinny być cieplnie sprzężone z tranzystorami, lepszy skutek daje układ z mnożnikiem Ube (szukaj - czytaj).

    Czy to oznacza, że niewygodny szereg czterech diod mogę zastąpić jednym tranzystorem z odpowiednio dobranym dzielnikiem? Jeżeli tak to świetna wiadomość, te diody były kłopotliwe. Nie miałbym jak ich wszystkich przymocować do radiatora. Tylko zastanawiam się gdzie podać wtedy wyjście ze wzmacniacza operacyjnego. Wcześniej podawałem wyjście między te dwie diody, aby było symetrycznie.

    0
  • #8 22 Mar 2017 04:24
    jdubowski
    Specjalista - urządzenia lampowe

    Madrass napisał:
    Czy to oznacza, że niewygodny szereg czterech diod mogę zastąpić jednym tranzystorem z odpowiednio dobranym dzielnikiem? Jeżeli tak to świetna wiadomość, te diody były kłopotliwe.


    Możesz, ale kombinowanie z offsetem sobie odpuść - zamiast tego bazy połącz bezpośrednio a między połączone bazy a połączone emitery wstaw rezystor. Wtedy przy małym pradzie wyjściowym "ciagnął" będzie WO, a gdy spadek napięcia na tym rezystorze przekroczy 1,2V pomoże mu któryś z tranzystorów.

    0
  • #9 22 Mar 2017 07:32
    Madrass
    Poziom 12  

    jdubowski napisał:
    zamiast tego bazy połącz bezpośrednio a między połączone bazy a połączone emitery wstaw rezystor.

    Wzmacniacz push-pull na darlingtonach komplementarnych
    Masz na myśli o coś takiego? Nie wiem jak w rzeczywistości, ale w Multisimie to pogarsza parametry naszego wzmacniacza.

    jdubowski napisał:
    Możesz, ale kombinowanie z offsetem sobie odpuść

    Dlaczego sobie odpuścić? Wzmacniacze audio w klasie AB mają właśnie regulacje prądu spoczynkowego końcówki mocy.

    0
  • #10 22 Mar 2017 11:06
    CYRUS2
    Poziom 36  

    Madrass napisał:
    Czy to oznacza, że niewygodny szereg czterech diod mogę zastąpić jednym tranzystorem z odpowiednio dobranym dzielnikiem? .
    Dokladnie tak. Steruje się z jednej strony.
    Dobiera się napięcie do prądu spoczynkowego klasy AB.
    Niech kolega znajdzie jakiś schemat wzmacniacza.
    Tam nie powinno być rezystora R2.

    0
  • #11 22 Mar 2017 11:14
    trymer01
    Moderator Projektowanie

    CYRUS2 napisał:
    Tam nie powinno być rezystora R2.

    Rozwiązanie z R2 jest jak najbardziej poprawne, ale wartość R2 trzeba dobrać do rezystancji obciążenia, Ube i prądu tranzystorów, przy którym mają one zacząć oddawać moc, co zwykle wymaga WO o pewnej wydajności prądowej.

    0
  • #12 22 Mar 2017 15:38
    CYRUS2
    Poziom 36  

    Jakie zadnie ma R2 ?
    Bocznikuje tylko prąd sterowania tranzystorów.
    Poza tym, albo ja czegoś nie wiem, allbo ten schemat jest niekompletny.
    Robi to wrażenie wzmacniacza jednostkowego na TL082.
    Czyli do sterowania wymagana jest amplituda ze 13 V.
    Wejście plus,nie widać polaryzacji i sterowania.

    Nie rozumiem w jakim celu ten potencjometr na wyściu.

    0
  • #13 22 Mar 2017 16:05
    Madrass
    Poziom 12  

    Mało zrozumiałem z ostatniego postu.

    CYRUS2 napisał:
    Poza tym, albo ja czegoś nie wiem, allbo ten schemat jest niekompletny.
    Robi to wrażenie wzmacniacza jednostkowego na TL082.

    Co to jest wzmacniacz jednostkowy? W Internecie nie mogę znaleźć za dużo na ten temat.

    CYRUS2 napisał:
    Czyli do sterowania wymagana jest amplituda ze 13 V.
    Wejście plus,nie widać polaryzacji i sterowania.

    Jaka amplituda 13 V, tego też nie rozumiem. O jaką polaryzację i sterowanie chodzi?

    CYRUS2 napisał:
    Nie rozumiem w jakim celu ten potencjometr na wyściu.

    To tylko symulacja w programie Multisim. Dałem na wyjściu "potencjometr" 1000 W i obserwuję jak dynamicznie zachowuje się wzmacniacz przy zmianach obciążenia. Mnie jako początkującemu symulowanie własnych układów pomaga w uczeniu się elektroniki.

    0
  • #14 22 Mar 2017 18:47
    CYRUS2
    Poziom 36  

    To co robisz nie ma żadnego związku z realnym wzmacniaczem.

    0
  • #16 22 Mar 2017 19:02
    CYRUS2
    Poziom 36  

    Madrass napisał:
    Mało zrozumiałem z ostatniego postu.

    Madrass napisał:
    Mnie jako początkującemu symulowanie własnych układów pomaga w uczeniu się elektroniki.
    Jaka to nauka jeżeli nie rozumiesz podstawowych pojęć.
    W tym układzie należy zastosować Ku 20.
    Wtedy symulacja inaczej wyjdzie.
    Madrass napisał:
    Chodzi Ci o to, że to jest jedynie komplementarny wtórnik emiterowy? Na razie się tym nie przejmuję i rozważam wzmocnienie prądu.
    Zdefiniuj wzmocnienie prądu.

    0
  • #17 22 Mar 2017 19:16
    Madrass
    Poziom 12  

    CYRUS2 napisał:
    Wzmiocnienia prądu nie rozważasz, analizujac klasę B i AB.

    Drogi Cyrusie, dlaczego? Rzucasz uwagi, które nie mają pokrycia. Nie pomaga to w nauce.

    Czy mógłbyś wnieść więcej i mógłbyś wyjaśnić moje wątpliwości? Między innymi apropos wzmacniacza jednostkowego, to chodzi o to, że nie wzmacnia napięcia? Czy prądu, bo jeżeli napięcia, to tak ma być.

    CYRUS2 napisał:
    Zdefiniuj wzmocnienie prądu.

    Ja to rozumiem jako zwiększenie wydajności prądowej.

    CYRUS2 napisał:
    W tym układzie należy zastosować Ku 20.

    Wzmacniacz operacyjny nie ma wzmocnienia napięciowego równego 20.

    CYRUS2 napisał:
    Wejście plus,nie widać polaryzacji i sterowania.

    Nie rozumiem co ma być widać jeszcze na schemacie? Na wejście nieodwracające jest podany przebieg z generatora.

    0
  • #18 22 Mar 2017 22:18
    CYRUS2
    Poziom 36  

    Rozwianie twoich wątpliwości wymaga 50-ciu stron wykładu. Wątpię że te 50 stron zrozumiesz bezzadnych podstaw.

    Madrass napisał:
    Zdefiniuj wzmocnienie prądu.ja to rozumiem jako zwiększenie wydajności prądowej.
    Nie jest to wzmacniacz prądu.
    Z TL-082 na wejsciu mówienie o wzmacniaczu prądowym to kompletna bzdura.
    Gdzie jest pomiar prądu na wejściu ?
    Potrafi kolega zmierzyć prąd na wejściu ?
    Zapewniam, że kolega nie potrafi pomierzyć prądu wejściowego tego układu.
    CYRUS2 napisał:
    W tym układzie należy zastosować Ku 20.
    Madrass napisał:
    Wzmacniacz operacyjny nie ma wzmocnienia napięciowego równego 20.
    To,że TL082 ma wzmocnienie napięciowe 200 tys. to nic nie zmienia. Wzmocnienia prądowego TL082 się nie określa.

    Całość - układ badany to wzmacniacz napięciowy o Ku =1.
    Koledze się wydaje że bada wzmacniacz prądowy.

    0
  • #19 23 Mar 2017 00:53
    Madrass
    Poziom 12  

    Chodziło mi o wzmocnienie wydajności prądowej sygnału generatora. Choć dobrze, kolega zauważył, formalnie to wzmacniacz jednostkowy napięcia, ale proszę się nie bulwersować.

    Potrzebuję jeszcze wyjaśnienia odnośnie mnożnika Ube. Przeglądałem schematy, i zazwyczaj mnożnik w swojej gałęzi ma źródło prądowe:
    Wzmacniacz push-pull na darlingtonach komplementarnych

    Czy obecność tego źródła jest podyktowana tym, że przez ten mnożnik musi przepływać zawsze stały prąd, czy może wynika to z faktu obecności tego, że tranzystor na dole pracuje jako wzmacniacz w klasie A? Nie widzę powodu, dla którego mnożnik wymagał przepływu stałego prądu przez siebie (czytałem jedynie, że musi być dostatecznie duży aby Icm >> IR2), więc skłaniałbym się ku drugiej opcji. Czy może powód jest jeszcze inny?

    Czy jeśli używam wzmacniacza operacyjnego, to mogę się pozbyć tego tranzystora i źródła prądowego. W takim układzie zostałyby jeszcze te rezystory 1 kΩ w gałęzi, które umieszczałem na poprzednich schematach.

    Wyglądałoby to tak:
    Wzmacniacz push-pull na darlingtonach komplementarnych

    Czy Q2 nie będzie miał problemów z poprawnym wysterowaniem, jeżeli wyjście TL082podałem na bazę Q1?

    0
  • #20 23 Mar 2017 05:52
    trymer01
    Moderator Projektowanie

    Madrass napisał:
    Czy obecność tego źródła jest podyktowana tym, że przez ten mnożnik musi przepływać zawsze stały prąd,

    Nie, tylko po to aby dolny tranzystor miał duże ku. Równie dobrze zamiast źródła mógłby być tam układ "bootstrap".
    Madrass napisał:
    Czy Q2 nie będzie miał problemów z poprawnym wysterowaniem, jeżeli wyjście TL082podałem na bazę Q1?

    Nie.

    0
  • #21 23 Mar 2017 10:00
    jdubowski
    Specjalista - urządzenia lampowe

    CYRUS2 napisał:
    Madrass napisał:
    Czy to oznacza, że niewygodny szereg czterech diod mogę zastąpić jednym tranzystorem z odpowiednio dobranym dzielnikiem? .
    Dokladnie tak. Steruje się z jednej strony.
    Dobiera się napięcie do prądu spoczynkowego klasy AB.


    Podejścia moga być różne, propozycja z 4-ma diodami (czy tranzystorem z rezystorami) wymaga dopracowania, zwłaszcza "słabe" sa rezystory między bazami a liniami zasilania - przy maksymalnym wysterowaniu (gdy napięcie bazy bliskie napięciu kolektora) prąd na bazę będzie spadał - w praktycznych układach stosuje się bootstrap dla rozwiązania tego problemu.

    CYRUS2 napisał:
    Niech kolega znajdzie jakiś schemat wzmacniacza.


    Otóż to.

    CYRUS2 napisał:
    Tam nie powinno być rezystora R2.


    Natomiast jak juz mamy WO to o układ z rezystorem R2 aż się prosi.

    0