Problema con un amplificador clase AB

Tengo un circuito de preamplificador simple junto con un amplificador de potencia de clase AB. El diseño es bastante simple y estoy bastante seguro de que ya lo hice funcionar hace un par de años.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Los transistores de potencia son el TIP31C y el TIP32C.

Si bien el preamplificador funciona correctamente, cuando enciendo el amplificador de clase B, algunos componentes se queman:

  • TIP31 (siempre);
  • C3 (a menudo);
  • C2 (siempre);
  • D1 (siempre);
  • C4 (algunas veces);

La carga es un electroimán; se requiere el suministro de 50/-50 V para que el electroimán funcione. No debe consumir más de 1,5 A en pleno funcionamiento.

Creo que no hay ningún error de cableado en el circuito ya que un amigo y yo lo comprobamos tres veces.

Finalmente, las fuentes de CC son ambas fuentes de laboratorio independientes, flotantes y no conectadas a tierra.

Entonces, ¿hay algún problema con este circuito? (obviamente... ;) )

EDITAR:

Aquí está el resultado de un análisis de frecuencia 3s. Invertí la polaridad de C2 y C3 y eliminé L1 ya que Circuit Lab no podía simular con él.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Lo que me desconcierta es que la salida del preamplificador (señal azul) no tiene la misma amplitud que la medida con el osciloscopio. Medí una señal con una polarización de 26-27 V CC y una oscilación inferior de 4 V y superior de 49,8 V (lo siento, no tengo una imagen en este momento).

Simularé con OrCAD Pspice y veré si hay otro resultado...

Un par de cosas están mal con el circuito como se dibuja: C2 y C3 tienen polarización inversa, C4 no debería ser necesario a menos que haya cometido un error con las fuentes de alimentación y la conexión a tierra.
Dan tiene razón sobre los transistores. Si puede conducir los transistores cerca del riel, es una mala práctica usarlos tan cerca de las especificaciones máximas de V (CE, max).
Lo más importante es que el transistor superior Q2 no se puede conducir a más de aproximadamente +25V. Diga h(FE)= 25, R6 = 37 ohmios. La magnitud de orden en la base de Q2 es la magnitud de orden de R2.
Q1 se puede empujar fácilmente más allá de sus límites. Digamos que 25 V están en el transistor, eso deja 25 V en las resistencias. La corriente será aproximadamente de 25V / (510+51) = 45mA. 45 mA × 25 V = 1,1 W. Sin embargo, el transistor Q1 probablemente estará saturado porque su corriente base es demasiado baja.
Has dibujado el circuito en el laboratorio de circuitos. Pruebe el análisis DC y vea qué sucede en los distintos nodos. Será un buen ejercicio. Solo hay una forma de aprender electrónica, y es aprender de los errores. Tiene un par de indicaciones sobre qué buscar ahora, estoy seguro de que la gente está dispuesta a ayudarlo con sus hallazgos y mejorar su circuito.
Gracias, intentaré cambiar la polaridad de las mayúsculas y simularla, ¡y los mantendré informados!
¿Cómo puede ser esto AB, con solo una caída de diodo de polarización en dos uniones BE en la etapa de salida? Parece clase B. Dado que no tiene retroalimentación global, esto tendrá mucha distorsión cruzada.
Sí, este fue un diseño pobre de AB, agregué un segundo diodo...
Haga su análisis de CC antes de su análisis de CA. Compruebe si todos los voltajes y corrientes de los nodos tienen sentido. Calcule la potencia disipada en los componentes y verifique si también tienen sentido. También sería bueno intentar primero estimar los distintos voltajes y corrientes por sí mismo y luego verificarlos con los resultados de la simulación.

Respuestas (1)

Veo algunos problemas.

  1. Como dice Jippie, C2 y C3 están invertidos. El colector de Q1 estará polarizado en algún lugar entre +50 V y tierra. Las bases de sus transistores de salida deben estar polarizadas en algún lugar cercano a tierra.

  2. La polarización de su preamplificador parece un poco sospechosa. Con una beta mínima de ~75 (según la hoja de datos), el colector de Q1 apenas bajaría a 10 V por debajo del voltaje de suministro. Si desea una oscilación de salida de 10 V, no hay mucho espacio. El transistor que tiene en el circuito en este momento podría funcionar, pero probablemente no sea confiable.

  3. Es posible que necesite más de un diodo entre las bases del transistor de salida. El voltaje de su diodo será de ~ 1 V, pero sus caídas de Vbe probablemente sumarán ~ 1.5 V.

Finalmente, asegúrese de permanecer dentro del área de operación segura de los TIP31 (de esta hoja de datos ):

Área de operación segura TIP31C

1. En este momento, experimentalmente, en la salida del preamplificador, el sesgo es de alrededor de 26-27V y la amplitud varía de 4V a 49,8V. Es posible que la señal sinusoidal de entrada sea mayor que 1 Vpp, ya no estoy en el laboratorio, así que lo comprobaré más tarde.
3. Lo intentaré, ¡tienes razón!
Su sesgo actual es consistente con una beta de ~ 200, lo cual es razonable para ese transistor. Por lo general, es mejor sesgar con un divisor de voltaje en lugar de una resistencia base. C1 puede ser demasiado pequeño: a 5 Hz equivale a unos 3000 ohmios. En lugar de acoplar todo con CA, ¿ha considerado usar un transistor diferente y polarizar el colector a la mitad entre los dos suministros (es decir, a 0 V)?
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