Jak sterować tranzystorem 2N3055 w wzmacniaczu audio?

Question

Chciałbym użyć tranzystor bipotarny 2n3055 to budowy wzmacniacza audio.

i mam problem poniewaz nei wiem jak nim sterowac... (z wyjscia audio np w mp3 playerze jest malutkie napiecie a do 2n3055 potzrebne jest kilka volt i teraz jak to pogodzić?> jakimi tranzystorami/tranzystorem sterować tranzystor końcowy?

tszczesn · Accepted Answer

Każdy producent ma na www takie zestawienie pod nazwą 'selector guide' albo 'parametric table' lub podobnie. A u ciebie do sterowania jak już musisz robić na scalaku to wystarczy niemalże każdy wzmacniacz operacyjny. Jak chcesz zrobić końcówkę na jednym tranzystorze to musisz jakoś oddzielić składową stałą prądu kolektora od składowej zmiennej (sygnału). Najlepszy efekt da tu dławik pomiędzy kolektorem a plusem zasilania (możesz też użyć opornika, ale to będzie dodatkowa produkcja ciepła), sygnał odbierasz z kolektora przez kondensator o dużej pojemności (1000µF lub więcej). Tranzystor polaryzujesz do pracy w klasie A w takim punkcie pracy, aby uzyskać w miarę sensowną moc - np. dla 12V zasilania to Ic=2A (pamiętaj o stabilizatorze). Gdy chcesz osiągnąć maksymalną moc wyjściową z tego tranzystora to musisz mieć dopasowanie - tu najlepszy jest transformator, jak w układach lampowych. A tranzystor sterujesz z wyjścia wzmacniacza operacyjnego (stałoprądowo lub zmiennoprądowo, czyli przez kondensator, zależy jak będziesz robił polaryzację tego tranzystora), całość obejmujesz ujemnym sprzężeniem zwrotnym i masz. Lepiej jednak poszukaj w internecie jakiegoś schematu wzmacniacza przeciwsobnego na tranzystorach, one są jakoś prostsze w uruchamianiu. BTW - 2SD315 to zabytek, nie masz czegoś nowszego?

tszczesn · Accepted Answer

Nie - to jest moc, która może się na nim wydzielić przy założeniu odpowiednio wydajnego chłodzenia. Moc maksymalna wyjściowa wzmacniacza oczywiście zależy od tej mocy, ale i od wielu innych czynników. A użyć możesz dowolnego tranzystora mocy NPN - np. popularnego 2N3055 czy BD911. Trudno tak od ręki powiedzieć - wszystko zależy od konkretnego układu. Dławik musi mieć na tyle dużą indukcyjność, aby jego impedancja dla najniższej częstotliwości jaką ma przenosić twój wzmacniacz była znacznie większa od impedancji obciążenia (głośnika). Czyli np. dla głośnika 4Ω załóżmy, że jego impedancja ma być nie mniejsza od 40Ω. Dla dolnej częstotliwości granicznej równej 50Hz oznacza to indukcyjność L=Z/ω = 40/314=127mH. Nie - poczytaj w książkach o ustalaniu punktu pracy tranzystorów, nie ma sensu żebym ci tu przepisywał książkę. Dokładnie ten temat jest opisany np. we wspomnianej 'Sztuce Elektroniki'.

tszczesn · Accepted Answer

Jutro ci narysuję jakiś schemat, dziś już mi się nie chce myśleć, ale będzie on 'z głowy', z opisem, więc będziesz musiał go sprawdzić, bez gwarancji że zadziała poprawnie (ale zadymić nie powinien). A na twoim schemacie jest mnóstwo błędów, dławik jest dobrze połączony, ale reszta elementów źle. Jutro dostaniesz schemat to się sam przekonasz

wmak · Accepted Answer

Dławik dobrze, tylko głośnik źle! Głośnik powinien być podłączony przez kondensator równolegle do dławika albo od kolektora przez kondensator do masy. Opornik w emiterze o bardzo małej oporności (rzędu 0.1Ω)- tylko do stabilizacji punktu pracy. Cały układ będzie niezłym piecykiem bo to musi w klasie A pracować - cały czas musi przez tranzystor kilka amperów płynąć - potrzebny olbrzymi radiator. Wmak

tszczesn · Accepted Answer

Proszę bardzo - schemat w załączniku. Zamiast pary Q1 Q4 możesz zastosować od razu tranztstor Darlingtona. Układu nie sprawdzałem, nie miałem na to czasu, ale powinien jeżeli nie zadziałać to nie wybuchnąć od razu. Główne wzmocnienie zapewnia ci tranzystor Q2, w razie problemów ze wzbudzeniem układu pomiędzy kolektor a bazę tego tranzystora wlutuj kondensator ok 100pF. Oporniki R9 i R10 ustalają wzmocnienie układu, R1 prąd stopnia końcowego (przyjęłem 2A). tym prądzie w głośniku 4Ω powineś dostać ok 5 - 6W (wymaga to napięcia zasilania co najmniej 12V). Pamiętaj o mocy wydzielanej na Q1 i Q4 - dla 12V i 2A jest to 25W, oznacza to konieczność uzycia sporego radiatora.

tszczesn · Accepted Answer

Wszystkie to elektrolity. Polaryzacji zapomniałem zaznaczyć, ale chyba jest oczywista? Trochę dużo - sprawność układu będzie mizerna, albo będziesz musiał użyć 16-to omowej kolumny, albo tranzystor wyjściowy o gigantycznej mocy i naprawdę byczym radiatorze. Układ może się wzbudzić - czyli samoistnie generować drgania. Nie. Napięcie zasilania określa maksymalną osiągalną (przy danym obciążeniu moc wyjściową). Np.: masz napięcie zasilania +30V. Oznacza to, że wartość międzyszczytowa napięcia wyjściowego może wynosić 28V (dwa wolty zostawy na spadek napięcia na tranzystorach wyjściowych). Amplituda wynosi wtedy 28V/2=14V, a wartość skuteczna 14V/√2= 9.9V. Mocy wyjściowa to napięcie skuteczne do kwadratu dzielone przez oporność, czyli dla kolumny 4Ω = 9.9V^2/4 = 24.5W. I to jest moc maksymalna, więcej wzmacniacz nie da. A w tym układzie moc maksymalna jest ograniczona punktem pracy. Element wyjściowy pracuje w klasie A, czyli prąd przez niego płynie przez cały czas. Punkt pracy ustawiony jest na 2A, czyli maksymalna amplituda prądu to 2A (prąd w tranzystorze będzie się wtedy zmieniał o 0 do 4A). Wartość skuteczna to 2/√2 = 1.41A, czyli teoretyczna maksymalna moc wyjściowa (P=R*I^2) dla czterech omów to 8W. (a amplituda napięcia to 2A*4Ω = 8V). Jak zwiększysz napięcie do 27W i utrzymasz prąd spoczynkowy tranzystora wyjściowego 2A to moc wyjściowa się nie zwiększy (bo moc jak widać wyżej jest ograniczona tym prądem), zaś moc pobierana z zasilania wzrośnie do wartości 2A*27V = 54W. Aby zwiększanie napięcia miało sens to musisz zwiększyć oporność kolumny do 8Ω - wtedy moc maksymalna i amplituda napięcia wyjściowego wzrośnie dwa razy, czyli odpowiednio z 8W do 16W, a amplituda napięcia tak samo - z 8V do 16V (widać, że napięcie zasilania 27V to dużo - wystarczyłoby 20V). Aby odpowiednio wykorzystać to napięcie musisz zwiększyć prąd spoczynkowy stopnia. Dla 27V napięcia zasilającego załóżmy, że otrzymamy na wyjściu 24V amplitudy, co da (dla czteroomowej kolumny) 24V/4Ω = 6A. Oznacza to,że przynajmniej tyle musi wynosić spoczynkowy prąd pracy tranzystora wyjściowego. Załóżmy wartość bezpieczną 6.5A. ALe to oznacza, że ze źródła zasilającego pobieramy 6.5A*27V=175.5W - a to jest naprawdę dużo, żeby otrzymać (6.5A/√2)^2*4Ω=84W na wyjściu. Uwaga - wzmacniacz klasy A pobiera z zasilania ciągle tą samą moc, czyli bez sygnału wydzieli się na tranzystorze 176W, z sygnałem 92W (a radiator oczywiście liczymy dla tego najgorszego przypadku). I jeszcze jedno wyjaśnienie - wcześniej opisując uzależnienie mocy wzmacniacza od napięcia zasilającego dzieliłem je na połowę i tak otrzymywałem amplitudę wyjściową, a dla układu z dławikiem nie - zakładałem, że amplituda na wyjściu jest równa napięciu zasilającemu. Otóż dzieje się tak, że typowy wzmacniacz tranzystorowy przeciwsobny wytwarza napięcia od ujemnego napięcia zasilania do dodatniego, a układ niesymetryczny z dławikiem zachowuje się inaczej. Mianowicie bez sygnału napięcie na kolektorze jest równe napięciu zasilania (w układzie przeciwsobnym - połowie napięcia zasilania), a dławik jako element gromadzący energię podbija napięcie. Jak prąd w dławiku narasta to napięcie na nim jest skierowane przeciwnie niż napięcie zasilające i się odejmuje od niego, w momencie gdy prąd opada napięcie na dławiku jest zgodne z napięciem zasilania i się do niego dodaje. Oznacza to, że wartość średnia napięcia na wyjściu jest równa napięciu zasilania i zmienia się od maksymalnie od zera do podwójnego napięcia zasilania (i to trzeba uwzględnić dobierając tranzystor wyjściowy).

wmak · Accepted Answer

Owszem, możnaby dać tylko szeregowy opornik od plusa do bazy, tylko... Po pierwsze trzeba najpierw dać możliwośc przepływu prądu na wyjściu. Załóżmy dla ustalenia napięcie zasilania 12V a w połączonych emiterach tych 2N3055 opornik 3Ω (moc kilkanaście W) do masy. Aby na wyjściu tego Twojego wtórnika Darlingtona (tak się nazywa układ, który narysowałeś) móc uzyskać jak największe napięcie użyteczne, bez sygnału powinno na tym wyjściu być około połowy napięcia zasilającego. 6V:3Ω - popłynie prąd 2A Wzmocnienie prądowe darlingtona jest iloczynem wzmocnień wszystkich tranzystorów a więc od końca: 2N3055-β≈25, poprzedni tr, zbliżony do BD135 - β≈80 i ten wejściowy (np BC 548, 108, 238 itp - β≈200. A więc 25x80x200= 400 000 takie będzie (orientacyjnie) wzmocnienie prądowe tego układu. Tyle razy mniejszy będzie prąd polaryzacji, który musi wpływać w bazę pierwszego tranzystora a więc 2A(czyli 2 000 000 µA):400 000 = 5µA. Jeśli na wyjściu ma być 6V to na wejściu będzie o ok 2V więcej, bo trzeba dodać napięcia progowe przewodzenia złącz baza-emiter tych trzech tranzystorów a dla krzemowych ten próg wynosi ok 0.65V na każde złącze. Czyli na bazie ma być razem 8V - do 12V zostało 4V R=U:I a więc 4V:5µA= 0.8 MΩ. (mam nadzieję, że nie pomyliłem się w tych obliczeniach) Ponieważ nie wiesz, jakie są rzeczywiste wzmocnienia poszczególnych tranzystorów, musiałbyś dobrać ten opornik w zakresie od kilkuset kiloomów do kilku megaomów, tak, by na wyjściu ustawić założone 6V. Teraz pojawia się nowy problem - wzmocnienie prądowe każdego tranzystora jest zależne od temperatury więc przy nagrzewaniu lub stygnięciu ten, teoretycznie ustalony punkt pracy, będzie się bardzo zmieniać. Lepiej jest ustalić na wejściu napięcie 8V - dzielnikiem z oporników o kilka rzędów mniejszych np. 10kΩ:20kΩ. Prąd bazy (i jego zmiany z temperaturą) będzie pomijalny w stosunku do prądu dzielnika. Napięcie stałe na wyjściu będzie się zmieniac tylko o tyle, o ile będą się zmieniać z temperaturą te wyżej wspomniane progowe napięcia B-E. Jeśli ma być stabilniej - dodaje się w dzielniku kompensacyjne elementy zależne od temperatury (termistor, dioda, tranzystor) - układ się komplikuje. To był tylko przykład dla prymitywnego układu z 3 tranzystorami. By zbudować prawdziwy układ, trzeba znacznie więcej wiedzieć - na początek przynajmniej, jak działa tranzystor. Aha, tranzystor PNP jest lustrzany (komplementarny) do NPN, pod względem biegunowości zasilania NPN musi mieć na kolektorze i bazie napięcia dodatnie względem emitera a PNP napięcia ujemne. Co do twojego wzmacniacza na scalaku : przez kondensator i głośnik płynie tylko prąd zmienny - składowa stała zamyka się ( naprzemian poprzez tranzystory końcowe scalaka) pomiędzy plusem a minusem zasilania. Ufff... ja wysiadam... Wmak

WojtasJD · Answer

źle ;

to parametry graniczne - jak przekroczysz, możesz go uwalić

UCEmax - max. dopuszczalne napięcie kolektor-emiter przy otwartym obwodzie bazy (wg mojego katalogu 2SD315 ma 60V)

nie UBEmax tylko UEBmax - max. dopuszczalne napięcie emiter-baza przy otwartym obwodzie kolektora

UBE, złącze baza-emiter ma spadek jak dioda w kierunku przewodzenia i przydałoby się na początek je spolaryzować aby to jakoś nadawało się do audio.

tszczesn · Answer

Bardzo się mylisz niestety. UCEmax - to maksymalne napięcie kolektor-emiter nie niszczące tranzyzstora UBEmax - to maksymalne napięcie emiter-baza w kierunku zaporowym złącza nie powodujące jego przebicia. Tranzysotr bipolarny steruje się prądem bazy a nie napięciem, napięcie baza-emiter przewodzącego tranzystora jest w miarę stałe i wynosi (dla krzemu) ok 0.7V. Samego tranzystora nie użyjesz jako wzmacniacza, wymaga on co najmniej kilku elementów zewnętrznych, zresztą na jednym tranzystorze wzmacniacza mocy nie za bardzo da się zrobić. Sądząc po twoim pytaniu jesteś raczej zupełnie zielony z elektroniki - polecam najpierw zapoznać się z dobrą literaturą - np. 'Sztuka Elektroniki' Horowitza, tam wszystko ładnie od zera jest tłumaczone BTW. Napięcie nie płynie, tylko prąd.

CrMo · Answer

no tak chodziło mi o prad rzecz jasna hm.... to znaczy ze tzreba zrobić coś co bedzie sterowac tym tyranzystorem ... hmmm zastanowie sie moze jakis mały tda?

tszczesn · Answer

Sterować tym tranzystorem może i inny tranzystor, o ile zostaną odpowiednio obudowane. I robienie wzmacniacza mocy na jednym tranzystorze (w stopniu wyjściowym) nie ma sensu. A jak chcesz użyć TDA to możesz wykorzystać gotowy wzmacniacz na żądaną moc. I naprawdę, poczytaj trochę teorii, to ci oszczędzi sporo kasy na popalonych częściach.

CrMo · Answer

ehe spoko

ale ja nei chce z tego wyciągać gigantycznej mocy

na tda juz rtobiłęm wzmacniacz (na tda2030) i teraz chciałem zrobić coś na zwykłym tranzystorze bo na tda to kazdy chyba umie coś sklecić

tylko zastanawiam sie jakiego tda uzyć? moze jakies propozycje? istnieją moze jakieś katalogi z tda (nie móie o specyfikacja kazdego tda osobno tylko taki cały spis w tabeli gdzi ebyły by podstawowe inf o tda)

CrMo · Answer

a jakies lepsze propozycje zamiast 2SD315??? - ten tranzystor bedzie chyba trudno dostepny.
a tam pisało ze moc to 35W(w katalogu tranzystorów) - to moc wyjściowa czy tylko ta która całkowicie pobiera a oddaje niewiele?

w sumie wolałbym sterowac zamiast scalka jakimś tranzystorem.. tylko jakim???

jaki duży ma być ten dławik? ma być szeregowo właczony miedzy "+ zasilania" i kolektror?
ale jak stabilizacja to chodziło CI o np LM317? tylko ze on jest na mały prad inaczej sie zjara... chyba ze jakas inna propozycja stabilizatora... no chyba ze zmostkuje kilka lm317 (kazdy jest na max 1,5A) - która obudowa bedzie dobra do lm317 w takim ukłądzie? moze TO-3

Dodano po 4 [godziny] 7 [minuty]:

czym w końcu wysterowac ten tranzystor (lub podobny)?

CrMo · Answer

No to namalowałem takie cuś i teraz bedzie potrzebne tylko sterowanie tranzystorem końcowym

help me up

(fragment który nalezy połączyc ukłądem sterującym powinien byc w czerwonym prostokącie)

p.s. czekam równiez na wasze propozycje ewentualnych modernizacji układu

czy dobrze dałem ten dławik ? (bo obawiam sie ze chyba nie :/)

CrMo · Answer

dzikei wielkie za to! cvzekam na schemacik schemat mógłby być nawt na wiecej nic jednym 2n3055 (jakosc etc)

CrMo · Answer

gdzie mają byc elektrolity a gdzie zwykłe nie polaryzowane kondensatory?
apropo zasilania : mam trafo 50 Watt na 20 co po sprostowaniu i sfiltrowaniu daje +27V.
o co chodzi z tym wzbudzeniem układu?
p.s. myslałem ze to podanym napieciem reguluje sie moc wzmacniacza...

po co jest opornikna wejsciu dzwieku?

CrMo · Answer

hmmm nie wiem czy mi sie opłaca robić tranzystorowego wzmaka tylko dla 8 W ... musze sie nad tym zastanowić... nie da sie jakoś łatwiej tego ukladu sklecić? (np tak jak na moim nowym schemacie )

wmak · Answer

To nie będzie działać. Wszystkie te tranzystory, razem tworzące wtórnik, są dla prądu stałego podłączone tylko do plusa zasilania - prąd nie popłynie. Wmak

tszczesn · Answer

Święta Klaro Andegaweńska, pomóż w potrzebie. Czy ty zajrzałeś choć do jednej książki? Naprawdę trzeba znać choć podstawy elektrotechniki i znać podstawowe zasady działania elementów żeby coś zaprojektować. Jakim cudem ma ten układ działać jeżeli nie ma tam żadnej drogi dla prądu stałego, a te tranzystory razem stanowiące układ Darlingtona (zresztą spokojnie wystarczyły by trzy a nawet dwa) nie są w ogóle spolaryzowane? Zresztą ten układ to jest wtórnik, więc napięcie sterujące musi być naprawdę duże (ok 0.9 raza większe od żądanego napięcia wyjściowego).

CrMo · Answer

dlaczego ma nie działać? przecierz napiecie wchodzi na tranzystory potem na baze przychodzi dzwiek i to z kolektora idzie na głosnik... i to do minusa... to nie wystarczy?
polaryzowac? jak i po co?
aha : czym w działaniu różnii sie tranzystor npn od tranzystora pnp?

wmak · Answer

Przecież prąd musi się zamknąć od plusa do minusa a przez kondensator nie popłynie.
W dodatku nie ma napięcia polaryzującego bazę.
Proponuję jednak trochę poczytać podstaw - na Elektrodzie porady na poziomie szkoły zawodowej,
średniej a nawet wyższej można uzyskać ale najpierw trzeba skończyć elektroniczne przedszkole,
aby te porady zrozumieć.
Pozdrawiam
Wmak.

CrMo · Answer

co to znaczy spolaryzowac baze?
mam problem z nauczeniem sie wszytkego poneiwaz chodze do zwykłego L.O .... i zaczynam załowac ze nie poszedłem to jakiejś szkoły strikte elektronicznej...
moje wszelikie informacje i nauka w sparwach elektroniki to tylko internet i ksiazka którą ostatnio zdobyłem

wmak · Answer

Rozumiem, każdy musi od czegoś zacząć.
Szukaj książek - tak dawno się uczyłem podstaw, że nawet nie potrafię wskazać dostępnych tytułów na odpowiednim poziomie.
Może inni pomogą.
Co do polaryzacji: trudno to wytłumaczyć, bo znów mogę użyć słowa, dla mnie oczywistego, którego Ty nie znasz i znów będżiesz pytać - i tak w kółko.
Polaryzacja znaczy ogólnie biegunowość a w tym przypadku ustalenie napięcia stałego na bazie pierwszego tranzystora tak, by mógł zacząć przewodzić i po wzmocnieniu przez kolejne stopnie popłynął wymagany prąd albo ustaliło się odpowiednie napięcie w obciążeniu.
Tranzystor, którego baza (w Twoim projekcie) jest podłączona tylko przez kondensator, nie będzie przewodzić a po podaniu sygnału akustycznego może się tylko głębiej "zatkać".
W końcowym tranzystorze nie ma przejścia dla składowej stałej od emitera do masy - żaden prąd nie popłynie.
Musiałby tam być opornik lub dławik, przez kondensatory jednokierunkowy prąd nie popłynie - kondensator naładuje się i koniec.
Kondensator "przepuszcza" tylko prąd zmienny: najpierw ładuje się np. dodatnim napięciem, potem przeładowywuje "w drugą stronę"itd.....
.....Nie ma co pisać dalej - musisz znależć literaturę, gdzie to będzie wyjaśnione od początku do poziomu, przy którym będziesz mógł samodzielnie działać, czasem wspierając się radami "starszych".
Życzę owocnych studiów.
Wmak

CrMo · Answer

aha.... hm... no to nei wystarczy podlaczyć plusa z baza pierwszego tranzystora przez odpowiedni opornik??? - to załatwiło by sprawe...

jelsi mówicie ze przez elektrolit nie popłynie prąd to jakim cudem dzial mój wzmacniacz na tda2030 w którym plus głosnika był włączony prze elktrolit do żródła dzwieku z kostki??? hm?

Jarema · Answer

Witam,
I ten wzmak na TDA przenosił sygnał o f=0Hz i przez głośnik płynął prad stały <lol>
Dodam od siebie, że do elektroniki trzeba podejść nieco inaczej niż poprzez zgadywanie.
W elektronice nie ma loterii i wszystko jest wytłumaczone pod kątem fizycznym.
Dziwi mnie, że nie wiesz jak działa tranzystor, bo mnie o tym mówiono w podstawówce na lekcjach fizyki i nie było to w latach '80.

CrMo · Answer

wiem co to jest ukłąd darlingrona hm... czyli dobrze wiedzialem czym sie różni npn pnp pal licho ze zmianami temeratury wazne zeby grało poprawcie mnei ze sprzeganiem głosnika ( w moim schemacie

tszczesn · Answer

Zajrzyj do literatury, nie ma sensu przepisywać tu książek - np. wspomnianej już przeze mnie 'Sztuki Elektroniki' Horowitza. Albo do zabytkowej 'Elektroniki łatwiejszej niż przypuszczasz' Durchmanna (nie wiem czy dobrze pamiętam nazwisko). Książka może antyczna jest, ale elementy działają tak samo. Ma dokładnie odwrotną budowę, polaryzację i nośniki biorące udział w przepływie prądu (tzn. tam gdzie jest półprzewodnik P to w drugim jest N, gdzie płyną dziury to płyną elektrony, gdzie jest plus tam jest minus itp..)

CrMo · Answer

no to tak jak jzu mówilem tak jak myslalem - wiem ze tak samo różnią sie od siebie jfety ze na jeden jest napiecie normalnei a na drugi rodzaj podaje sie w kierunku wstecznym (o tych dziurach czytałem w ksiazce którą mam - Podstawy elektroniki Andrzej Rusek - ksiązka z przed 25 lat...)

Jak sterować tranzystorem 2N3055 w wzmacniaczu audio?

Post #1

Post #2

Post #3

Post #4

Post #5

Post #6

Post #7

Post #8

Post #9

Post #10

Post #11

Post #12

Post #13

Post #14

Post #15

Post #16

Post #17

Post #18

Post #19

Post #20

Post #21

Post #22

Post #23

Post #24

Post #25

Post #26

Post #27

Post #28

Post #29

Podsumowanie tematu