Problema con el amplificador de potencia del motor de CC

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construí este amplificador de potencia de motor de CC para impulsar el motor en ambas direcciones usando una señal analógica (de -1 voltio a 1 voltio a través del potenciómetro), el motor que uso tiene una capacidad nominal de 24 voltios y consume aproximadamente 400 mA sin carga Sin embargo, cuando lo probé solo una dirección funciona bien (el lado NPN TIP142) sin un calor significativo, la otra parte, sin embargo, no impulsa el motor hasta 10 voltios y el transistor PNP se calienta muy rápido, lo reemplacé con otro tip147, pero aun así obtuve los mismos resultados, ¿alguna idea de qué causó esto?

Actualización 1: inserté una resistencia en serie con la compuerta PNP y mejoró el rendimiento del motor. Sin embargo, las oscilaciones aún existen, ¿debería considerar también un amortiguador RC?

    
pregunta BershaM

1 respuesta

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Suponiendo que no tiene un error de cableado, o que el motor es realmente capaz de ser conducido en ambas direcciones, y problemas similares, el esquema que se muestra aquí parece ser un circuito legítimo para conducir el motor como desee.

Sin embargo, este mismo circuito, en sus muchos disfraces, puede presentar una serie de problemas prácticos. He experimentado esto en el pasado, por lo que hablo de historias de casos reales.

El problema principal es que el circuito tiene una tendencia a oscilar, lo que hace que ambos transistores de salida se enciendan al mismo tiempo. Cuando ambos transistores conducen simultáneamente, esencialmente crean un cortocircuito a través de la fuente de alimentación y se calientan mucho. Esto se debe a la respuesta de frecuencia de los transistores, la capacidad de base y propiedades dinámicas similares. Además, el seguidor de ganancia unitaria que es el núcleo de esta topología tiene un ancho de banda natural muy alto, esencialmente el "ancho de banda de ganancia" del amplificador. Todos estos factores promueven la oscilación.

Hay algunas correcciones comunes para esta condición:

A: Coloque perlas de ferrita en los conductores que conducen a los colectores de cada transistor. O bien, use cuentas de ferrita con cable y colóquelas en serie con los colectores. No duele darle a los emisores el mismo tratamiento.

B. Conecte resistencias de series pequeñas en cada conexión de unidad de base de transistores.

C. Conecte una resistencia de la conexión común de las dos bases de transistores a tierra. Tamaño de la resistencia para que sea la carga más grande (es decir, la resistencia más pequeña) que el TL084 puede conducir sin obstaculizar el funcionamiento de los circuitos restantes.

D. Limite el ancho de banda del amplificador de ganancia de unidad central. Hay algunas formas de hacerlo, pero puede depender de qué amplificador operacional esté utilizando. Entonces, consulte la hoja de datos de los amplificadores operacionales para obtener una recomendación sobre la limitación del ancho de banda del enlace de ganancia unitaria del amplificador operacional específico. (Algunos amplificadores operacionales no están diseñados para funcionar con ganancia unitaria. Verifique en la hoja de datos el término "estable de ganancia unitaria" o similar, lo que indica que está bien usar el op-amp en este tipo de topología.

E. Limite el ancho de banda de la señal de entrada a la etapa de ganancia unitaria. En tu caso, pondrías un gran capacitor de friolera a través de R25. Algo como unos pocos micro-faradios no estaría fuera de discusión. Pero tiene que ser una tapa no polarizada para su aplicación. Tampoco estaría mal conectar una tapa del limpiaparabrisas a tierra si eso es conveniente para el cableado de su equipo.

F. Pruebe un op-amp diferente. Necesita uno que pueda tanto la fuente como la corriente de salida del sumidero Muchos op-amperios de "tensión de alimentación única" no pueden hacer esto. (No estoy seguro de esto).

¡Puede que necesites hacer algunas o todas las acciones anteriores para domar tu circuito!

También noté que estás usando un amplificador operacional cuádruple. ¿Qué están haciendo las otras secciones? Si no es así, sus entradas deben estar vinculadas para que las salidas asociadas se saturen en una dirección u otra. No ate ambos a tierra, ya que esto colocará el amplificador operacional de bucle abierto en el rango de operación lineal, y eso puede causar otros problemas. Si se utilizan las otras secciones, considere separarlas por completo a otro dispositivo.

En este último punto: al diseñar circuitos de amplificador operacional, IMHO, es mejor usar dos amplificadores operacionales duales y luego un amplificador operacional cuádruple. Principalmente, esto es por razones de diseño de PC. Pero también hay una opción mucho más amplia de amplificadores operacionales duales que de amplificadores operacionales cuádruples. El 98% de todos los amplificadores operacionales duales tienen el mismo pin-out, por lo que esto hace que sea fácil intercambiar diferentes amplificadores operacionales en su placa de prueba / prototipo para optimizar la selección si es necesario. Y, por lo general, hay dos o ningún impacto en el costo creado por dos duales en comparación con un quad. Este circuito sería un buen ejemplo del uso de esta estrategia. No me malinterpreten, hay un montón de usos legítimos para los amplificadores cuádruples, pero evite usarlos por costumbre o por razones no consideradas.

    
respondido por el FiddyOhm

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