Modyfikacja końcówki mocy ze wzmacniaczem operacyjnym

Witam, przymierzam się do budowy końcówki mocy z tego artykułu i chciałbym w niej zmienić parę rzeczy:


A mianowicie, aby zasilać końcówkę wyższym napięciem, zastosować stabilizator na diodzie dla układu scalonego, zastosować układ stabilizacji prądu spoczynkowego na tranzystorze oraz zamienić tranzystory T1 + T4 i T3 + T5 na darlingtony BD643 i BD644. Przerobiony schemat wygląda tak:
.

Rezystor dla diod zenera obliczałem na podstawie wzoru R = (Uwej - Uz) / I według noty aplikacyjnej ULY7741 maksymalny prąd zasilania to 2.8 mA. Stabilizatorowi pozwolę wydzielić 3 mA, więc I = 0,003 A, Uwej = 24 V i Uz = 15 V. R = (24 - 15) / 0,003 = 3000 Ω = 3 kΩ. Czy schemat i moje obliczenia są poprawne?

Nie wziąłeś pod uwagę faktu, że nie tylko prąd diody Zenera przepływa przez rezystory, ale także prąd wzmacniacza operacyjnego. Całkowity prąd będzie - 3+2,8 = 5,8 mA. R = (24-15) / 0,0058 = 1551 Ohm - najbliższa standardowa wartość to 1,5 kOhm.

aksakal napisał:

Nie wziąłeś pod uwagę faktu, że nie tylko prąd diody Zenera przepływa przez rezystory, ale także prąd wzmacniacza operacyjnego. Całkowity prąd będzie - 3+2,8 = 5,8 mA. R = (24-15) / 0,0058 = 1551 Ohm - najbliższa standardowa wartość to 1,5 kOhm.

Prąd, który podałem to 3mA i jest to zaokrąglenie maksymalnego prądu pobieranego przez wzmacniacz operacyjny, który wynosi 2,8mA. Nie bardzo rozumiem co to znaczy prąd diody zenera.

Witam,
Prąd diody to skrót myślowy, oznaczający, że aby dioda pracowała poprawnie, przez nią musi płynąć prąd (sprawdź w katalogu jaką to wartość). Czyli prąd płynący przez rezystor składa się z prądu zasilającego wzmacniacz operacyjny i prądu płynącego przez diodę Zenera.
Bez urazy, ale może rozważ te modyfikacje wzmacniacza, jeżeli już się pojawiają niejasności.
Pozdrawiam

Według noty katalogowej dla diody zenera BZX55C15 BZX55C15_F...ota.pl.pdf (143.96 kB)Musisz być zalogowany, aby pobrać ten załącznik. Iz = 5mA więc R = (24 - 15) / (0,003 + 0,005) = 1125Ω ≈ 1kΩ

Na tej stronie internetowej zasada funkcjonowania DZ . Przy ich użyciu należy dotrzymywać się reguły - nie wykorzystać minimalny i nie przekraczać maksymalny prąd stabilizowania. https://electrosome.com/zener-diode-voltage-regulator/

Michal_Lach123 napisał:

A mianowicie, aby zasilać końcówkę wyższym napięciem,

Jaki jest sens zasilać to wyższym napięciem skoro na wyjściu i tak nie da się uzyskać napięcia wyższego niż to, które zasila układ scalony? Nawet takiego samego nie da się uzyskać.

aksakal napisał:

Na tej stronie internetowej zasada funkcjonowania DZ . Przy ich użyciu należy dotrzymywać się reguły - nie wykorzystać minimalny i nie przekraczać maksymalny prąd stabilizowania. https://electrosome.com/zener-diode-voltage-regulator/

Wykorzystałem wzory z tego artykułu i wyszło mi : RSmin = 1025Ω i RSmax = 1800Ω . Z tych dwóch wartości obliczyłem średnią, która wynosi 1412Ω ≈ 1,5kΩ

@Michal_Lach123 , @SlawekKedra ma rację, skoro wzmacniacz operacyjny jest zasilany +- 15V to na jego wyjściu wyższego napięcia nie uzyskasz (max ~13-14V, zależnie od układu). Dodaj do tego spadek napięcia B-E tranzystorów wyjściowych i wyjdzie jeszcze mniej.

Układ zasilam napięciem +- 24V, ponieważ takie napięcie wychodzi mi z zasilacza. Można by w takim razie zbudować stabilizator na diodzie zenera 18v i za nią dać jeszcze opornik, który zmniejszałby napięcie do 17 V?

Michal_Lach123 napisał:

Można by w takim razie zbudować stabilizator na diodzie zenera 18v i za nią dać jeszcze opornik, który zmniejszałby napięcie do 17 V?

W jakim celu?

ArturAVS napisał:

W jakim celu?

17V służyłoby tylko do zasilania wzmacniacza operacyjnego, którego napięcie maksymalne to 18V

Michal_Lach123 napisał:

17V służyłoby tylko do zasilania wzmacniacza operacyjnego, którego napięcie maksymalne to 18V

Przecież masz tam zasilanie symetryczne ±15V, na niesymetrycznym +17V całość nie będzie działać. W którymś numerze Radioelektronika z lat 90-tych, był publikowany wzmacniacz mocy, z użyciem LM741. Sterowanie tranzystorami końcowymi było brane z zasilania 741, budowałem ten wzmacniacz i bardzo ładnie grał. Zasilanie było coś ±30V, dokładnie nie pamiętam.

ArturAVS napisał:

Michal_Lach123 napisał:

17V służyłoby tylko do zasilania wzmacniacza operacyjnego, którego napięcie maksymalne to 18V

Przecież masz tam zasilanie symetryczne ±15V, na niesymetrycznym +17V całość nie będzie działać. W którymś numerze Radioelektronika z lat 90-tych, był publikowany wzmacniacz mocy, z użyciem LM741. Sterowanie tranzystorami końcowymi było brane z zasilania 741, budowałem ten wzmacniacz i bardzo ładnie grał. Zasilanie było coś ±30V, dokładnie nie pamiętam.

Chodziło mi o coś takiego : W takim układzie wzmacniacz operacyjny dostawałby symetryczne ±17V. Elementy obliczyłem tak : Rsmin = (23 - 18) / (0,005 + 0,0028) = 640Ω
Rsmax = (24-18) / (0,027 + 0) = 222Ω z tego średnia to (640 + 222) / 2 = 431Ω ≈ 470Ω

Ru = (Uwej - Uwyj) / Iwyj = (18 - 17) / 0.0017 = 588Ω ≈ 560Ω
Iwyj to typowy pobór prądu dla ULY7741, który wynosi 1,7mA

Wyższe napięcie zasilania tranzystorów nic nie da, bo nie dają one wzmocnienia napięciowego, tylko prądowe, one pracują jako wtórniki emiterowe.
Obejrzyj sobie playlistę "Anatomia wzmacniacza" od RS Elektronika: https://youtube.com/playlist?list=PL3YHjGDoidyKrWPcnrz79wyhsfLe5W613&si=fJlTeB4D1VBXku4J
a po szczegóły można sięgnąć do rozdziału 9 książki "Audio power amplifier design" D. Sell'a.

Przy okazji, chyba warto by użyć jakiegoś szybszego wzmacniacza i o większym wzmocnieniu w otwartej pętli, wspomniałeś o ULY7741, on ma ok. 0,5V/us, i 100dB A_ol może zamiast niego chociażby LM4562, 20V/us i 140dB A_ol.

Edit: No chyba, że po prostu masz do dyspozycji zasilanie +/- 24V i chcesz go użyć, to wtedy tak, trzeba obniżyć napięcie dla wzmacniacza operacyjnego.

Nepto napisał:

Edit: No chyba, że po prostu masz do dyspozycji zasilanie +/- 24V i chcesz go użyć, to wtedy tak, trzeba obniżyć napięcie dla wzmacniacza operacyjnego.

Dokładnie tak jest. Pisałem o tym w poście #10. Ten stabilizator potrzebuje, aby nie spalić wzmacniacza operacyjnego.

A może zamiast obniżać napięcie zastować po prostu wysokonapięciowy wzmacniacz operacyjny?
Na przykład pierwszy jaki znalazłem: OPA551 ?
Można go zasilać do +/- 30V (rozpiętość do 60V), daje do 200mA prądu wyjściowego, jest nawet w obudowie DIP.

Nepto napisał:

Na przykład pierwszy jaki znalazłem: OPA551 ?
Można go zasilać do +/- 30V (rozpiętość do 60V), daje do 200mA prądu wyjściowego, jest nawet w obudowie DIP.

Co w takim wzmacniaczu mogłoby zastąpić wyjścia równoważenia?

O ile będzie to w ogóle potrzebne, to może zastosować coś takiego, co polecają w tutorialu Analog (cały dokument w załączniku):

Michal_Lach123 napisał:

przymierzam się do budowy końcówki mocy z tego artykułu i chciałbym w niej zmienić parę rzeczy

Z czego wynika potrzeba zmiany. Czy tylko chodzi o wartość napięcia jakim dysponujesz, czy myślałeś o zwiększeniu mocy?

W.P. napisał:

Michal_Lach123 napisał:

przymierzam się do budowy końcówki mocy z tego artykułu i chciałbym w niej zmienić parę rzeczy

Z czego wynika potrzeba zmiany. Czy tylko chodzi o wartość napięcia jakim dysponujesz, czy myślałeś o zwiększeniu mocy?

Dysponuje jedynie napięciem +- 24V

A co stoi na przeszkodzie by zastosować LM7815 i LM7915?

Możesz także użyć LM317 i LM337. Tym sposobem możesz ustawić napięcia na +/- 17V zwiększając tym sposobem granice liniowego wzmocnienia.

Tu jest ten wzmacniacz. Zasilanie + - 30v.
Strona 10

elektryk112 napisał:

Tu jest ten wzmacniacz. Zasilanie + - 30v.

O! Dokładnie o ten mi chodziło.

Takie proste schematy należy traktować bardzo ostrożnie. Wiadomo, że prostota jest gorsza niż kradzież! Ten schemat również nie jest wyjątkiem. Wymagana jest praktycznie precyzyjna identyczność parametrów zastosowanych tranzystorów i rezystorów, przy czym, osobno dla każdego egzemplarza wzmacniacza indywidualnie. Obwód jest podatny na samowzbudzenie na wysokich częstotliwościach. Ponieważ wzmacniacz głębokiej klasy AB, prawie na granicy z klasą B, szczególnie odpowiedzialne jest podejście do ustawiania prądu spoczynkowego. Jego należy ustalać po, co najmniej, 30 minutach rozgrzewania, w przeciwnym razie wraz z rozgrzaniem tranzystorów końcowych prąd spoczynkowy katastrofalnie będzie zwiększał się aż do wystąpienia przelotowego z natychmiastowym ich zniszczeniem. Niestety, wielu, (ale nie wszystkie), początkujących konstruktorów pod wrażeniem prostoty schematu dostali rozczarowanie.

Znalazłem u siebie STK4142 i zrobie wzmacniacz na podstawie schematu zawartego w nocie katalogowej