marekb pisze: ↑ndz, 16 sierpnia 2020, 12:25
umieszczenie tranzystorów sterujących na osobnym radiatorze, predestynowało końcówkę do pracy w układzie Sziklai'ego. No ale to jest końcówka w układzie quasi komplementarnym i tylko jeden tranzystor pracuje zgodnie ze schematem Sziklai'ego. Wtedy do głowy przyszła mi myśl, że może by tak przerobić układ na w pełni komplementarny, zgodnie z układem Szikai. Tranzystory MJ2955 są tanie, dostępne, można spróbować. Tak zrobiłem. I z "buta" prąd polaryzacji dał się ustawić. Grało lepiej, radiatory tranzystorów mocy lekko się ogrzały.
Pełnokomplementarny układ Sziklay'ego istotnie stwarza zwykle mniejsze problemy ze stabilizacją prądu spoczynkowego niż pełnokomplementarny układ Darlingtona, szczególnie gdy radiatory tranzystorów mocy są
budżetowe i mocno w wyniku powyższego się grzeją, zaś radiatory tranzystorów sterujących są zdecydowanie przewymiarowane, i do tego jeszcze znajduje się na nich tranzystor stabilizujący prąd spoczynkowy. Kolejną zaletą konfiguracji Sziklay'ego względem Darlingtona są mniejsze straty napięcia zasilającego (takie same jak w optymalnej konfiguracji quasi-komplementarnej, zakładając że stopień sterujący obciążony tej ostatniej jest bootstrapem a pracujący w nim tranzystor jest o tym samym typie przewodnictwa co tranzystory mocy. W układzie Darlingotona straty napięcia są powiększone o jedno napięcie złączowe tranzystora mocy (lub kilku traznystorów, gdy stosuje się bardziej rozbudowane końcówki Darlingtona).
Jednak zniekształcenia nieliniowe wynikające z zatykania się tranzystorów komplementarnych przy pracy w klasie AB są dla układu Darlingtona na ogół mniejsze. Można tam uniknąć zatykania się tranzystorów sterujących gdy się zastosuje jeden rezystor spinający emitery w miejsce osobnych rezystorów bocznikujących złącza B-E tranzystorów mocy. Staje się to widoczne szczególnie przy wyższych częstotliwościach: rozładowywanie dużych pojemności złączowych tranzystorów mocy jest wspomagane przez "przeciwległy" tranzystor sterujący, co w innych konfiguracjach jest niemożliwe. Wybór tego co wydaje się lepsze należy do konstruktora.
Ale zauważyłem, że w chwili włączenia wzmacniacza słychać krótkie oscylacje, trwające ok. sekundy. Myślę sobie, stany nieustalone, brak układu opóźnienia podłączenia głośników, to tak ma być.
To kładłbym na karb odwiecznej bolączki konstrukcyjnej większości wzmacniaczy tranzystorowych. Przyjęło się montować tranzystory mocy na tylej ściance stanowiącej zarazem radiator (co istotnie jest optymalne ze względu na skuteczność chłodzenia a przy tym wygląda nadzwyczaj
profesjonalnie) podczas gdy cała reszta końcówki mocy, niejednokrotnie wraz z tranzystorami sterującymi mieści się na oddalonej od radiatora płytce drukowanej (często jest to po prostu wielka płyta główna całego urządzenia). A taki właśnie przypadek mamy w Kleopatrze, prawda? Tranzystory mocy połączone są z tranzystorami sterującymi przy pomocy wijącej się po całym urządzeniu
pyty długaśnych
pęt co jest oczywistym proszeniem się o kłopoty ze sprzężeniami a w konsekwencji wzbudzeniami, szczególnie gdy z epoki
Tegessiedemdziesiątek i innych stopowych
germańcówo fT na poziomie 100kHz przeszliśmy do epoki tranzystorów krzemowych, zrazu tzw. homotaksjalnych z 2N3055 na czele o fT sięgającej 1MHz, a następnie z epitaksjalną bazą których fT osiąga, tak jak w przypadku BDX18 (uważanych za komplementarne do w/w
dwuenek) - aż do 4MHz. Możliwe że również MJ2955 miały znacznie lepsze parametry częstotliwościowe niż użyte w Kleopatrze wykonania 2N3055 z czasów głębokiej komuny. Stąd problemy ze wzbudzeniami których wcześniej nie było.
Dlatego preferuję zupełnie inną
filozofię. Ścianka tylna z radiatorami - zostaje, natomiast końcówka mocy mieści się na osobnej płytce drukowanej, równoległej do płaszczyzny radiatora i umieszczonej tuż za nim. Wówczas długości połączeń tranzystorów mocy z elementami na płytce są minimalne, takie tylko aby możliwe było przylutowanie tranzystorów mocy od strony druku (przy płytce dwustronnej jest to jeszcze łatwiejsze). Konstrukcję tego rodzaju, co prawda akurat w wersji "Retro" bo na
Tegessiedemdziesiątkach już prezentowałem:
viewtopic.php?f=48&t=15635
Ale wykonałem też wzmacniacz z o wiele wyższej półki. Wprawdzie, podobnie jak w Kleopatrze - quasi-komplementarny, mimo że miałem komplementarne pary 2N3055/BDX18, 2N3055/2N2955 etc. rozmaitych producentów. Skłoniło mnie do tego wejście w posiadanie multiepitaksjalno-planarnych tranzystorów npn typu BDY58 które częstotliwościowo biją na głowę w/w tranzystory z jednorodną bazą, gdyż fT wynosi dla nich aż 10MHz, a jak wynika z danych producenta - są nieporównanie bardziej odporne na drugie przebicie niż choćby nasze BD354/355, także znakomite pod względem częstotliwościowym. Zaletą ich jest też duża
beta, na poziomie 100 a nie 25 jaką oferują
dwuenki. Pozwoliło to użyć w roli sterujących - pary BC211/313 selekcjonowanych na napięcie przebicia UCE > 50V. Użycie tranzystorów mocy o tak wielkiej częstotliwości granicznej pozwoliło zrezygnować ze sztampowej korekcji częstotliwościowej w napięciowym stopniu sterującym przy pomocy kondensatora spinającego bazę z kolektorem. Przeciwnie, zastosowałem tu selekcjonowany na betę tranzystor wizyjny BF258, o kilkakrotnie mniejszej pojemności złączowej niż BC211 lub BD139. Pasmo przenoszone przez wzmacniacz wyznacza wyłącznie szeregowy dwójnik RC łączący bazy wejściowego stopnia różnicowego (tzw. wejściowa korekcja częstotliwościowa) nie wywierający negatywnego wpływu na maksymalną szybkość zmian napięcia na wyjściu (SR). I to wystarcza: wzbudzenie wystąpiło tylko przy pierwszym włączeniu, a powodem okazała się... moja niecierpliwość. Chciałem sprawdzić jak najszybciej czy to zadziała, i zdecydowałem się prowizorycznie wlutować w płytkę tranzystory mocy bez radiatorów(!). Nie, żaden dym ani ogień nie poleciał, nic z tych rzeczy. Wzmacniacz zachowywał się spokojnie, z głośnika wydobywał się delikatny szum, pojawiał się oczekiwany
brum po dotknięciu palcem wejścia. Pozbawione chłodzenia tranzystory końcowe były zaledwie letnie, tak jak należało oczekiwać. I tylko
za chiny nie można było wyzerować napięcia stałego na wyjściu, mimo doboru rezystorów w emiterach stopnia różnicowego uporczywie bruździło tam kilkadziesiąt miliwoltów, co oczywiście głośnikowi nie szkodziło, ale spokoju nie dawało. W pewnej chwili zorientowałem się że rezystor w obwodzie Zobla grzeje się mocno, i dopiero wówczas dołączyłem do wyjścia oscyloskop który wykazał
pończochę o częstotliwości na poziomie 1MHz. To przez takie delikatne samowzbudzenie nie można było wyzerować napięcia wyjściowego. Problem zniknął na zawsze po uzupełnieniu wzmacniacza o radiatory. Obudowa TO-3 jednego z tranzystorów mocy (tego pracującego w konfiguracji Sziklayego) znajdowała się blisko połączeń drukowanych na płytce, i akurat tych związanych ze stopniem wejściowym. A na niej występowało oczywiście pełne napięcie wyjściowe. Połączony z masą radiator odekranował tranzystor od płytki drukowanej, i sprawa została definitywnie rozwiązana. Używam tego wzmacniacza od paru lat, i do żadnej awarii nigdy nie doszło. Nawet gdy jego wejście było katowane sygnałami o dużej częstotliwości i amplitudzie, podczas uruchamiania stopni wstępnych, gdzie zdarzały się różne nieprzewidziane samowzbudzenia. Wieczorem postaram się pokazać szczegóły konstrukcyjne, no bo schemat to jest najzupełniej standardowy: wzmacniacz różnicowy ze źródłem prądowym w emiterach i lustrem prądowym w kolektorach, jednotranzystorowy napięciowy stopień sterujący obciążony bootstrapem, para komplementarna BC211/BC313 z gwiazdkowymi radiatorkami na obudowach (okazały się potrzebne, bez nich prąd spoczynkowy znacznie wzrastał w ciągu kilku minut od właczenia wzmacniacza) wreszcie końcowwa para BDY58. Do tego pojedynczy tranzystor ustalający prąd spoczynkowy (bez kontaktu z tranzystorami stopnia mocy; stąd niechybnie konieczność użycia gwiazdek) oraz mostkowe zabezpieczenie pzwar. Za to
nie ma układu opóźnienia załączania głośników: dzięki symetrycznemu zasilaniu (którego brak w Kleopatrze) oraz obciążeniu stopnia różnicowego przez lustro prądowe załączeniu lub wyłączeniu zasilania towarzyszy jedynie delikatny szmer w zespole głośnikowym, ruchy membrany GDN są niewidoczne. Opóźnione jest natomiast załączanie sygnału na wejścia końcówek mocy (stopnie wstępne już tak doskonale zrównoważone pod wzgledem zasilania nie są, więc stany nieustalone są tam silne) ale do tego wystarczają klucze JFET (2N2393) zamiast profesjonalnych przekaźników audio. W zasadzie jest to rozbudowany wzmacniacz z MT (
https://mlodytechnik.pl/files/kfp/78-nw ... j_mocy.pdf ), i tak zresztą teoretycznie reprezentujący o wiele wyższy poziom niż to co zastosowano w Kleopatrze i wcześniejszej Meluzynie, ale... i tamten wzmacniacz z MT został wykonany w sposób w jaki być wykonany nie powinien, z długą
pytą pęt między płytką i radiatorem. Skutek był taki że gdy pewien kolega, jeszcze w czasach podstawówki zwrócił się do mnie z prośbą abym asystował przy jego pierwszym włączeniu - rozległo się przeraźliwe wycie które zamilkło po ułamku sekundy, za to poleciał dym i przepaliły się bezpieczniki. Więcej już uruchamiać tego czegoś nie próbowaliśmy. Chyba zatem pora porzucić starą, klasyczną
filozofię budowy wzmacniaczy, o ile jeszcze się tego nie zrobiło. A może i Kleopatrę
zgrzebać, dorabiając końcówki mocy na osobnych płytkach, umieszczonych jak najbliżej radiatora?
), wolała pozostać przy konstrukcji w których było ich możliwie mało 