Problemas en la polarización push-pull

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Estoy tratando de hacer un amplificador de audio push-pull con un par de power darlingtons (TIP142 y TIP147), pero tengo problemas con la polarización.

Aquí está el diagrama de una de sus configuraciones:

Aquí estoy usando 3 diodos, pero usé diferentes cosas en su lugar para intentar obtener el voltaje de polarización correcto.

Con un voltaje de polarización inferior a 2.2 V (entre las bases de los transistores) tiene una distorsión cruzada, porque habrá pequeñas partes de la señal donde ninguna está conduciendo.

Con 2,2 V o más, ambos siempre conducen y no hay más distorsión, pero hay un problema: la corriente que fluye entre ellos aumenta rápidamente a medida que se calientan hasta que se encienden (ya que la corriente de arranque no es ni siquiera eso es genial y están en un disipador de calor muy grande, el disipador de calor ni siquiera tiene tiempo para calentarse, tan rápido sucede esto). Solo son estables con voltajes de polarización inferiores a 2.1 V, donde hay distorsión.

Los únicos componentes que se calientan aquí son los transistores de salida, he revisado y ninguno de los resistores o diodos se está calentando.

Verifiqué si una retroalimentación negativa podría ayudar, pero no lo hizo, porque el voltaje en la salida no cambia a medida que la corriente que fluye a través de ellos (ambos conducen más y más, pero igual, como si alguien donde se incrementa la tensión de polarización).

Además, si observa en la base del transistor que maneja los TIP, notará un potenciómetro de 47 k que utilizo para asegurarme de que ambos se conducirán de la misma manera cuando no haya señal (por lo que la salida descansará a 0 V).

Pero por cierto, este es exactamente el punto donde hay más distorsión. Si hago que uno de ellos conduzca un poco más que el otro (en cierto modo, la salida no descansará a 0 V sino en algo así como 1,2 V), entonces no habrá distorsión o habrá menos.

En las simulaciones en MultiSim, no se produce ninguno de estos problemas, no muestra distorsión cuando está correctamente sesgado, pero en realidad tengo distorsión o una inestabilidad muy grande.

Sé que podría colocar dos resistencias entre sus emisores para limitar la corriente, pero la carga (mi altavoz) es de 4 ohmios, incluso las resistencias de 1 ohmio crearían una gran pérdida.

Entonces, ¿alguien puede ayudarme?

¡Gracias!

    
pregunta user2934303

2 respuestas

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Las resistencias de los emisores en los darlington ayudan a "suavizar" el problema de sesgo. Uno de los ohmios es demasiado como lo ha encontrado: consumen demasiado de su energía disponible.

El sesgo de esos darlingtons en la Clase AB es complicado. Incluso si pudieras encontrar una batería de 2.8 voltios para reemplazar tu serie de diodos en serie, los darlington están en riesgo de fuga térmica.
Q3 (abajo) junto con D1, D2 y la resistencia variable R3 forman una fuente de voltaje de casi constante de aproximadamente 2.8V. Puedes variar su voltaje con la resistencia variable.
Para contrarrestar el problema del desbordamiento térmico, Q3 puede vincularse térmicamente al disipador de calor donde se encuentran Q1, Q2.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
respondido por el glen_geek
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Al crear un amplificador de clase AB con BJT, debe incluir resistencias de emisor. Si no lo hace, a medida que los transistores de salida se calientan, su \ $ V_ {BE} \ $ disminuye y la corriente aumenta, lo que hace que se calienten más, etc. Esto se denomina desbordamiento térmico.

En lugar de sus tres diodos, la forma normal de proporcionar el sesgo es con un transistor como un multiplicador \ $ V_ {BE} \ $. Luego, ese transistor se conecta al disipador de calor para mantenerlo a la misma temperatura que los transistores de salida:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Aquí Q1 mantiene \ $ V_ {CE} = V_ {BE} \ cdot \ frac {R1 + R2} {R2} = 4.33V_ {BE} \ $. Suponiendo que \ $ V_ {BE} \ $ para Q2 y Q3 es igual que para Q1, esto deja \ $ 0.33V_ {BE} \ $ en Re1, Re2 para una corriente quiescente \ $ I_q = \ frac {0.33V_ {BE} } {200m \ Omega} \ approx 1A \ $ (a temperatura ambiente).

Tenga en cuenta que tratar de hacer que Iq y Re1,2 sean pequeños es arriesgado, ya que las tolerancias de las resistencias y las diferencias en los transistores \ $ V_ {BE} \ $ debido a las diferentes corrientes o propiedades de base harán que se desvíe del 'ideal' Vce (Q1) = 4 * Vbe.

    
respondido por el τεκ

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