Jak zmniejszyć prąd w obwodzie kolektorów Q1 i Q2 we wzmacniaczu 80W?

Question

Czy ktoś może mi pomóc???. Mam problem z prądem na stopniu wyjściowym w obwodzie kolektorów tranzystorów Q1 i Q2. Czy ktoś wie jak zmniejszyć ten prąd (nie zmniejszając mocy wzm. ok. 80W oraz nie zwiększając zawartości współczynnika harmonicznych). Prowadzący projekt twierdzi że problem ten...

_jta_ · Accepted Answer

W układzie nie ma bootstrapu - można go zastosować, to trochę zwiększy amplitudę napięcia na wyjściu;
wtedy można nieco zwiększyć opornik w emiterach tranzystorów mocy, co zmniejszy prąd spoczynkowy,
zniekształcenia nie wzrosną, a moc będzie taka, jak na początku. Dużą poprawę zniekształceń przy możliwości
zmniejszenia prądu o czynnik kilkanaście uzyskasz stosując bootrap aktywny - z tranzystorem.

Promuję tematy:
24.11.2004 Ładowarka akumulatorków z płynną regulacją - LM 317
23.02.2003 Prostownik do ładowania akumulatorów (auto)

jony · Accepted Answer

Do regulacji prądu wykorzystaj R16 zwiększ jego wartość a prąd zmaleje.

_jta_ · Accepted Answer

Kosztem wzrostu zniekształceń przy małym sygnale - dlatego są potrzebne inne zmiany.

Można jeszcze dodać oporniki między bazami tranzystorów mocy, a wyjściem - pozwoli to
uzyskać taki sam poziom zniekształceń przy zmniejszeniu prądu tranzystorów mocy o 25%.

Oporniki w emiterach tranzystorów mocy - można zwiększyć, ale nie po prostu wymieniając
te, które są, na większe - bo układ zabezpieczenia reaguje na napięcie na nich, i ograniczy prąd
- a dodając oporniki w samych emiterach (te, co są, są za połączeniem do zabezpieczenia).

Promuję tematy:
24.11.2004 Ładowarka akumulatorków z płynną regulacją - LM 317
23.02.2003 Prostownik do ładowania akumulatorów (auto)

cikol · Accepted Answer

na 70% układ sie bedzie wzbudzał. nie ma on zadnych zabezpieczen przeciwko temu zjawisku. brak rezystorów 'przyspieszających' tranzystory sterujące, brak żródła prądowego zasilającego pare róznicową, brak wyzejwymienionego bootstrapu to tylko niektóre wady tego układu.

_jta_ · Accepted Answer

źródło prądowe do zasilania pary różnicowej jest potrzebne tylko wtedy, gdy wzmacniacz
ma działać w dużym zakresie napięć zasilania - jest zbędne, gdy jest na konkretne napięcie;
jeśli chodzi o wzbudzanie, to zwykle między bazą a kolektorem tranzystora sterującego (tego,
który steruje parę komplementarną) daje się kondensator, kilkaset pF, a czasem jeszcze drugi
kondensator między tą bazą, a masą (10-20 razy większy), i to dość skutecznie pomaga.

Promuję tematy:
24.11.2004 Ładowarka akumulatorków z płynną regulacją - LM 317
23.02.2003 Prostownik do ładowania akumulatorów (auto)

jony · Accepted Answer

Zobacz figure 6a. Tam masz przykład Bootstrapa. Bootstrap to rodzaj dodatniego sprzężenia zwrotnego. Zobacz jak powinno badać się stabilność wzmacniacza w spice. Choć żadna symulacja nie powie nam czy układ będzie stabilny w praktyce.

jony · Accepted Answer

Ma być tak jak na schemacie i to działa taki stopień wyjściowy nazywa się Complementary Feedback Pair(CFP) czasami nazywany Sziklai. To rodzaj odwrotnego darlingtona Tu masz racie Cg można zmniejszyć, co do V2 włączone jest dobrze bo zadeklarowałem –30V. Można dąć kondensator choć w razie czego można zwiększyć C6

cikol · Accepted Answer

Nie doczytałem tego w Twoim poście. Wzory hmmm... to sie opiera na doświadczeniu raczej i ogólnie przyjetych zasadach. Mozna by tu przytoczyć wzór na Xc=1/2πfC gdzie Xc to reaktancja, π wiadomo, f czestotliwość, a C poj kondensatora.

jony · Accepted Answer

Tego pika możesz się pozbyć dając kondensator równolegle do R3.np. 22pF
Te pik to prawdopodobne wzbudzenie się wzmacniacza w okolicy 100kHz to typowe dla CFP.
http://www.diyaudio.com/forums/showthread.php?s=&threadid=36302&highlight=

Jeśli chodzi o pojemności to Cg ,C1,C2 wpływają na dolną częstotliwość graniczną wzmacniacza i do tego używa się typowego wzoru na częstotliwość graniczna filtru RC F=0.16/RC.
Gdzie za R wstawiamy wartości rezystorów z jakimi współpracuje kondensator
I dla Cg R=R25=22k dla C1 R=R4=1k i dla C2 R=500(R8||R7).
Co się tyczy tych małych pojemności to stosuje się praktyczna reguły i dobiera się je eksperymentalnie w przedziale o wartości kilku set pF 10pF..1nF lub więcej zależy gdzie jest włączony.

jony · Accepted Answer

Układ raczej się wzbudzi i trzeba zwiększyć C6 do 100pF bo nie powinno być żadnych pików.

jony · Accepted Answer

Nie da się rozróżnić klasy pracy stopnia końcowego jak na wyjściu masz parę komplementarną. Wzmacniacz może pracować w dowolnej klasie, punkt pracy ustala w jakiej klasie pracuje wzmacniacz a nie schemat.

jony · Accepted Answer

Jeśli chodzi o klasę AB to wzmacniacz pracuje w klasie AB gdy prąd kolektora jest większy niż 0A. Np. dla prądu spoczynkowego 100mA i RL=4 układ „przechodzi” do klasy B(choć nie wiem czemu nie nazywa się to klasa C) gdy napięcie wyjściowych będzie większe niż 200mA*4=0.8V Czyli dla amplitudy wyjściowej w przedziale 0.8V do –0.8V układ pracuje w klasie A.
A o co chodzi z tą stabilnością??

jony · Accepted Answer

To co wykreśliłeś to nie jest wykres Bodego i na podstawie tego nie da się ocenić stabilności wzmacniacza. Zresztą bardzo ciężko jest wykreślić wykres bodego w pspice. Sam nawet nie mam pojęcia jak się go wykreśla.

Dodano po 32 [minuty]:

Aha to badania stabilności lepiej nadaje się analiza czasowa.
Podajesz na wejście sygnał prostokątny o częstotliwości np. 100k i obserwujesz
przebieg wyjściowy i czy niema wzbudzeń.
I zobacz przykładowy przebieg dla C6=10p.

_jta_ · Accepted Answer

Kilka rzeczy w tym schemacie jest do poprawienia.

Tranzystory układu zabezpieczenia (Q5,Q6) - nie ma potrzeby, żeby były dużej mocy, one mają działać przy napięciu rzędu 1V.
Za to może przydałoby się, gdyby układ mógł ograniczyć prąd Q3 do kilkudziesięciu mA (np. do 30).
Nie bardzo się orientuję, jakie parametry mają T5, T6 - ich nagrzewanie się jest krytyczne dla stabilności cieplnej
stopnia końcowego, więc dobrze, żeby były niezbyt małej mocy, i dobrze chłodzone.

Oporniki R23, R24 - powodują, że układ zabezpieczenia ogranicza prąd do 5A, więc moc do 5*5*4/2=50W - to za mało.
Powinny być około 0.22 oma, za to między np. bazę Q5 a emiter T6 warto wstawić dodatkowy opornik, to samo Q6/T5.

Kondensator C6 - proponowałem kilkaset pF, 18pF to śmiesznie mało, zwłaszcza przy tranzystorze BD.

Skoro jest C9 przy T6, to może przydałby się do pary na górze przy T5?

C11 - z tym lepiej ostrożnie, może lepiej, żeby go nie było, albo nieco mniejszy, lub szeregowo z opornikiem?

Prawy koniec R3 i C11 jest połączony z wyjściem wzmacniacza? Przydałoby się, żeby był.

Promuję tematy:
24.11.2004 Ładowarka akumulatorków z płynną regulacją - LM 317
23.02.2003 Prostownik do ładowania akumulatorów (auto)

jony · Accepted Answer

Jeśli wzbudzenie pojawi się gdziekolwiek(na górze na dole ) to układ jest niestabilny.
Zresztą zobacz sam przeanalizuj to sobie w pspiec. Dla rożnych wartości kondensatorów, na początek możesz zobaczyć jak wygląda sygnał bez kondensatorów, oczywiście tylko bez tych małych C6 i C9100p i bez tego równoległego do R3 a potem zobacz sygnał z tymi kondensatorami.

czester19 · Answer

Dzieki wielkie za pomoc. Mam pytanko do tego bootstrapu. Jak on ma wyglądać. Mniemam że podpinam go zamiast rezystora R7. (Czy bootstrap aktywny mam zaliczyć jako lokalne sprzężenie zwrotne - już się gubie w tym). Jeszce jedno jak mam zbadać stabilność tego wzmacniacza w pspice? Wiem że warto zmierzyć Vp(WY) i Vm(WY). Ale jak wyniki się mają do kryterium Bodego? Czy układ jest stabilny jeżeli wykres fazy przebiega powyżej 0 stopni ?

Promuję tematy:
12.04.2022 Glebogryzarka texas lilli 572 - brak przełożenia napędu na przekładnię

czester19 · Answer

Jeszce raz dzieki. Zaraz zobacze dzialanie tego w praniu. A praktyka sie narazie nie zajmuje. To jest projekt zaliczeniowy. Wazne zeby dzialal w pspice. W koncu jak to okreslil prowadzacy ma to byc hamski wzmacniacz weselny. Ale ma dzialac

Promuję tematy:
12.04.2022 Glebogryzarka texas lilli 572 - brak przełożenia napędu na przekładnię

czester19 · Answer

Prosilbym o weryfikacje mojej pracy. Przede wszystkim zamienilem tranzystory ktore mysle lepiej nadaja sie do tego wzmacniacza (troche zmalal prad na wyjsciu). Probowalem wrzucic bootstrat ale bardzo trudno bylo mi go wysterowac. Dlatego powrocilem do metody czolgowej. Zrobilem pare rzeczy a wynik umieszczam w jpegach. (moje zalozenia to wmacniacz klasy AB o mocy 80W)

jony · Answer

Nie wiem jakie problemy miałeś z bootstrapem ale dzielisz R7 na dwa rezystory po 1k i dajesz kondensator jedną końcówką do wyjścia drogą między te dwa rezystory.
Szeregowo z R28 włącz kondensator który zmniejszy wzmocnienia dla składowej stałej do 1.
I powinieneś zwiększyć prąd stopnia wejściowego do 2mA i tym samy zmniejszyć R10 do ok. 680. I zamiast tradycyjnego darlingtona daj CFP dzięki temu napięcie wyjściowe może wynieś ok. 26V. I prąd spoczynkowy stopnia wyjściowego ustaw w przedziale 50mA do 100mA. Na schemacie pominąłem zabezpieczenie przeciw zwarciowe.

cikol · Answer

Jony:

T 1 powinien być npn a T 8 pnp z tym ze emitery powinny być skierowane w strone wyjscia a nie jak na schemacie w strone zasilania. Cg mozna zmniejszyc do 1u. No i zródło V2 odwrotnie byc powinno

Równolegle z R3 mozna by dać jakiś mały kondensatorek który troszeczke zwiekszył by stabilność wzmacniacza na wzbudzenia. Pozatym układzik powinien ruszyć.

czester19 · Answer

Wstyd mi ze pytam sie o cos co jest tak dla Was oczywiste. Naprawde imponuje mi wasza wiedza. Mlodziezowe RESPECT.

A jezeli chodzi o meritum. Prosze napisz jak dobierales kondensatory. Czy to wynika z przebiegow, czy sa na to jakies podwaliny teoretyczne?
Rowniez prosze napisz mi gdzie moge szukac czegos wiecej na temat CFP. W ksiazce Feszczuka to jest jedynie schemat, a Baranowski to tez mi specjalnie nie rozjasnia. I jeszcze problem z AC (symuluje w Pspice), pojawia sie pik powyzej 100KHZ. Wiem ze mnie to nie powinno obchodzic (pomimo ze mam pasmo do 80KHZ) ale jak sie go mozna pozbyc??

Promuję tematy:
12.04.2022 Glebogryzarka texas lilli 572 - brak przełożenia napędu na przekładnię

czester19 · Answer

Bawilem sie z tym kondensatorem i mysle ze optymalnym wyjsciem bedzie 56pF. Przedstawiam wynik na jpgu. Czyli nie mogę już zmniejszyć tego piku? A czy dobrze sądze że to nie powinno uszkodzic wzmacniacza??
A jezeli chodzi o stabilnosc to jak mam interpretowac ponizsze wyniki ze spicea??

czester19 · Answer

A wiesz co z ta stabilnoscia??

Dodano po 17 [minuty]:

Masz racje zmienilem wartosc na C6 i zadnego wzbudzenia, tylko pasmo przenoszenia mi sie pomniejszylo. Ale przy spadku 3 decybelowym wzmacnia ok 80-90kHz. Wiec jest ok. Zapomnialem spytac jak w praktyce rozroznic klase AB??

Promuję tematy:
12.04.2022 Glebogryzarka texas lilli 572 - brak przełożenia napędu na przekładnię

czester19 · Answer

Zatem jezeli moj wzmacniacz ma pracowac w klasie AB (kat przeplywu pradu kolektora 180st

czester19 · Answer

Chodzi mi o wynik badania stabilnosci w psice (przedstawilem wynik wyzej w jpgach). Podalem na wyjscie markery fazy i modulu. I jezeli dobrze rozumiem to uklad jest stabilny; wg. kryterium Bodego, jezeli przy wartosci modulu (wzglednie Vdb) rownej 1 faza jest wieksza od 0 stopni.
Czy dobrze rozumuje????

Promuję tematy:
12.04.2022 Glebogryzarka texas lilli 572 - brak przełożenia napędu na przekładnię

czester19 · Answer

Okej tylko powiedz mi co ta charakterystyka mi mowi. Jak widze na rysunku to przy malych amplitudach sygnal sie wzbudza zatem jest stabilny czy nie. Analogicznie dla wyzszych amplitud wszystko jest ok tzn ze jest stabilny??

Promuję tematy:
12.04.2022 Glebogryzarka texas lilli 572 - brak przełożenia napędu na przekładnię

czester19 · Answer

Okej zaraz naniose poprawki i zobacze jak hula. Jescze chcialbym wiedziec jak sprawdzic czy to jest rzeczywiscie wzmacniacz 80W. wystarczy P=U*I na wyj. A moze charakterystyki AC sie przydalyby. I jescze jedno, jakie są typowe zależności (charakterystyki) dolanczane do opisu technicznego wzmacniacza

Promuję tematy:
12.04.2022 Glebogryzarka texas lilli 572 - brak przełożenia napędu na przekładnię

jony · Answer

Moc wyjściowa wyniesie przy Uzas=+-30V cos w okolicy 78W przy THD=0.01 a przy THD=1 Pwy=90W P=Uwymax/2RL

czester19 · Answer

Co to jest THD (zawartosc harmonicznych??) i dlaczego... 2*Rl

Jak zmniejszyć prąd w obwodzie kolektorów Q1 i Q2 we wzmacniaczu 80W?

Jak zmniejszyć prąd w obwodzie kolektorów Q1 i Q2 we wzmacniaczu 80 W bez obniżania mocy i bez wzrostu zniekształceń harmonicznych?

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

Post #30

Podsumowanie tematu