Problem z nierównym grzaniem się tranzystorów

[Krzysztof pl]

Witam zbudowałem taki wzmacniacz.
Działa dobrze ale tranzystor bd355 grzeje się bardziej niż bd354b, jak to wyrównac by równo pracowały.
Dziękuję za informację.

[Romekd]

Czołem.
Jaka jest wartość napięcia stałego w miejscu połączenia rezystorów emiterowych 1 Ω. Powinna ona wynosić mniej więcej połowę napięcia zasilania, czyli dla 19 V wynosić 9,5 V. Pojemność kondensatora sprzęgającego rezystory emiterowe stopnia końcowego z głośnikiem też wydaje się za mała. Dla lepszego przenoszenia pasma w zakresie niskich częstotliwości można ją zwiększyć do 1000 μF.

Pozdrawiam
Romek

[Krzysztof pl]

Rezystory emiterowe są 0.47ohm 5w , napięcie na nich było 9,3V.
Kondesnsator na wyjściu 2200uf.

[Romekd]

A co z pozostałymi rezystorami? Jak na razie dowiedziałem się, że wszystkie elementy opisane w ostatniej wypowiedzi Kolegi są inne niż przedstawione na schemacie (moim zdaniem też kompletnie niewłaściwe; przy rezystorach jak ze schematu przez pierwszy tranzystor przepływałby prąd liczony w dziesiątkach mikroamperów). Skąd Kolega wytrzasnął ten schemat?

[Tomek Janiszewski]

Sprawdzałeś oscyloskopem czy nic się nie wzbudza? Nie widzę tam żadnego elementu korekcji częstotliwościowej (np. kondensatora 10p-100p między kolektorem a bazą stopnia sterującego, więc niedasie wzbudzenia wykluczyć). I w jakich warunkach nierówno się grzeją: w spoczynku czy przy silniejszym wysterowaniu? Co w tym ostatnim wypadku dzieje się z napięciem wyjściowym: symetria nie odlatuje?
Poza tym takie uwagi ogólne:
1. Dwa ogniwa RC w zasilaniu bazy pierwszego stopnia wyglądają cokolwiek nadmiarowo, chociaż oczywiście nie zaszkodzą. Wystarczyłoby jedno, choć oczywiście wtedy rezystor filtrujący powinien mieć raczej 27k a nie 330R.
2. Rezystory połączone z emiterem w pierwszym stopniu wyglądają na za duże o rząd wielkości. Nie wiem jeszcze (bo nie analizowałem dokładnie) czy to zupełny przypadek, ale w symulacjach mi wyszło że duże zróżnicowanie rezystorów w emiterze (22k) i kolektorze (1,5k) EDIT: źle odczytałem, tam jest 15k ale to też źle) wywołuje zauważalny wzrost zniekształceń nieliniowych, nawet jeśli głębokość USZ zostaje zachowana. Być może ma to związek ze zmniejszeniem się wzmocnienia w otwartej pętli, wskutek zwiększenia rezystancji widzianej z emitera. Zwykle stosuję tutaj jednakowe rezystory, w okolicach 1k. Oczywiście dla zachowania głębokości USZ rezystor połączony w szereg z kondensatorem elektrolitycznym (tutaj 1k - 47u) powinien zostać proporcjonalnie zmniejszony a kondensator - powiększony. Mogłoby to być 47R-220u. Oczywiście korekta dzielnika bazowego będzie wówczas konieczna, aby napięcie na wyjściu dzieliło się nadal po połowie.
3. Rezystor w obciążeniu bootstrap stopnia sterującego (470R) jest podejrzanie wielki. Wzmacniacz obciążony głośnikiem 8 omów działałby prawidłowo pod warunkiem że beta tranzystora mocy pnę przy prądzie kolektora nieco ponad 1A wyniesie minimum 50, a tyle to zdaje się nie było. Wskazane byłoby zmniejszyć ten rezystor , i stosownie do powyższego zastosować mocniejszy tranzystor pnp w stopniu sterującym. Plastikowy BC327 (lub 328) o mocy strat 0,5W pozwoli użyć w bootstrapie rezystora 180R 0,5W (ewent. 220R aby na samej dopuszczalnej granicy mocy nie pracować) natomiast metalowy BC313 lub BC160 o mocy 0,8W - odpowiednio 120R lub 150R o mocy 1W. Aby mieć pewność że prąd jest dostateczny - należy sprawdzić przy użyciu oscyloskopu na jakim poziomie tnie się sygnał wyjściowy w warunkach lekkiego przesterowania. Dla połówki dodatniej powinien być on mniejszy od napięcia zasilającego o jakiś wolt, dla ujemnej - wynosić ok. 0,5V.
4. Wszelkie rezystory bocznikujące elementy stabilizacji prądu spoczynkowego pogarszają jej skuteczność, o ile ich wpływ ma być znaczący (nie dotyczy to właściwie dobranych rezystorów w dzielniku bazowym gdy stosuje się w tym celu tranzystor). Jeżeli zatem tranzystora szkoda Ci do takich przyziemnych celów i upierasz się przy diodach - postaraj się dobrać takie aby można było zwiększyć rezystor który je bocznikuje, a najlepiej wyeliminować go zupełnie. Zwykle diody 1N4151 mają nieco niższe napięcie przewodzenia niż traktowane często zamiennie 1N4148, wyraźnie zaś mniejsze mają typowe diody prostownicze, np. 1N4007. Oczywiście, można tutaj miksować diody różnych typów aby osiągnąć optymalny prąd spoczynkowy. Można w pierwszym przybliżeniu przyjąć że optymalny ze względu na zniekształcenia skrośne prąd spoczynkowy powinien wywoływać na każdym z rezystorów emiterowych spadek napięcia równy napięciu UT=kT/q gdzie k jest stałą Boltzmanna, q-ładunkiem elektronu, T-temperaturą złącza. Wystarczy jednak zapamiętać że UT=26mV, nawet jeśli złącze jest lekko nagrzane. Jeżeli zatem napięcie mierzone między emiterami tranzystorów mocy bliskie jest 50mV (oczywiście po ustaleniu się równowagi termicznej) - diody dobrane są prawidłowo, przy czym zmiana rezystora w bootstrapie niestety pociągnie za sobą konieczność ponownego doboru diod bowiem w przeciwieństwie do tranzystora nie pozwalają one na kompensację zmian prądu w stopniu sterujących. Jeżeli diody lub tranzystor stabilizujący nie mają dobrego kontaktu termicznego z radiatorem - wskazane byłyby w zamian skuteczne radiatory. W każdym przypadku, bez względu na to co się stosuje do stabilizacji - wskazany jest kondensator spinający bazy tranzystorów mocy, o pojemności od kilku do 100nF.
5. 220uF na głośnik 8 omów - nie za mało aby? Takie obcięcie pasma od dołu na 90Hz może dodatkowo popsuć odtwarzanie niejednego w miarę dobrego głośnika, którego rezonans lokuje sie w pobliżu tej granicy. Aby wzmacniacz był jak żona Cezara - wskazane byłoby zwiększyć kondensator wyjściowy minimum do 470u. Wtedy praktycznie każdy niewielki głośnik da z siebie wszystko co potrafi.

[Romekd]

Czołem.

Rezystory emiterowe są 0.47ohm 5w , napięcie na nich było 9,3V.
Kondesnsator na wyjściu 2200uf.

Jest jeszcze taka możliwość, że napięcie stałe na wyjściu stopnia mocy w warunkach "statycznych" (bez podania sygnału na wejście) jest niby poprawne, czyli wynosi mniej więcej połowę wartości napięcia zasilania, ale po wysterowaniu wzmacniacza wartość składowej stałej ulega sporej zmianie i tranzystory stają się nierówno obciążone i to pomimo symetrycznego sygnału zmiennego na wyjściu (oczywiście symetrycznego dla pewnej określonej, a nie pełnej, maksymalnej amplitudy). Wówczas moc tracona w tranzystorach przestaje być jednakowa, przez co jeden z nich grzeje się bardziej. Jak wspomniałem rezystory w obwodzie emitera i kolektora pierwszego tranzystora są za duże (o co najmniej rząd wielkości), przez co prąd tego tranzystora jest znikomy (kilkadziesiąt mikroamperów), więc po wysterowaniu średnia wartość tego prądu będzie ulegała zmianom na skutek wpływu prądu bazy drugiego tranzystora. By ocenić zachowanie się wzmacniacza po wysterowaniu, bardzo przydałyby się oscylogramy z oscyloskopu, w którym wejścia ustawione byłyby w tryb pomiaru sygnału wraz ze składową DC.

Pozdrawiam
Romek