Простой усилитель мощности НЧ на транзисторах TIP142, TIP147

[Slabovik]

Где вы там нашли каскад Шиклаи? Нет там такого. Там чистый генератор тока (ОБ) + повторитель Дарлингтона. Чуть поправленную схемку я туда кинул - там оно уместнее...

[Stan47]

Так на обрезанной схеме и не такое увидишь.
Здесь как-то возникал спор по поводу рассеиваемых мощностей в усилителе. Провел небольшое исследование для усилителя с питанием +-32В для сигналов двух типов - синус, треугольник и нагрузкой 4 и 8 Ом соответственно.
В результате получились графики мгновенной мощности рассеиваемой в нагрузке (Pout) и в усилителе (Pamp) в течение периода.
С целью большей наглядности исходные данные идеализированы. Т.е. не учитывалась мощность покоя и эффект неполного насыщения выходных транзисторов.

[Vilsi]

не очень понятно, это расчёт? и Pamp - это в двух транзисторах?

[Stan47]

Да, в ключевых точках - расчет, график приблизительный. Pamp - это мощность рассеиваемая на радиаторах. Естественно транзисторы рассеивают ее поочередно.

[Vilsi]

чё-то многовато, ну ладно
а я опять, кто о чём... если не возражаете, я слегка поанализирую схему исходного усилителя. я тут раньше немного посчитал, теперь это надо использовать.
значится, на что мы нарываемся. (я использую схему в приложении)
1. ОУ является основным усилителем напряжения. конденсатор С2 у него выполняет функции коррекции для всего усилителя. причем, для С2 ОУ включен по схеме неинвертирующего усилителя. это значит, что к-т передачи ОУ не может быть меньше 1. то есть, С2 определяет частоту, на которой этот самый к-т начинает стремиться к 1.
2. к-т усиления всего усилителя составляет 100/7,5=23 дБ. теперь, если к-т усиления выходного усилителя (от выхода ОУ до нагрузки) будет приближаться к этому значению, либо, что ещё хуже, быть больше него, вы получите хороший возбуд. или близко к нему. потому как полюс , который сидит в этом каскаде, невозможно ничем скорректировать. по-хорошему, к-т усиления выходногоо каскада нельзя делать больше 10 дБ, иначе будем иметь нехорошую переходную характеристику. мало того, здесь могут иметь место ещё дополнительные полюса, и тогда мы вообще не сможем настроить усилитель. а, как я считал уже раньше, этот усилитель как раз находится в режиме большого усиления.
что хуже всего, такое соотношение полюсов не зависит от частоты, и не меняется ни от значения корректирующей ёмкости, ни от режимов транзисторов. впрочем, от режима транзисторов оно зависит: необходимо уменьшить усиление ВК. либо увеличить усиление всего усилителя. можно ещё воткнуть корректирующие цепочки, т.е., нуль характеристики, которые будут нейтрализовать действие полюса.
вообще-то такой анализ можно провести на основании вида переходной характеристики, но вы не очень хотите в этом участвовать.

[Stan47]

Vilsi
1. Чё многовато?
2. Я не совсем понял смысл рассуждений. Вы хотите доказать, что усилитель не рабочий? Но он уже давно работает. Значит либо ошибка в рассуждениях, либо усилитель не по этой схеме. И для C2 ОУ включен, как инвертирующий.
Как обещал, выкладываю последний вариант УНЧ (надеюсь, что последний). В данной схеме за счет дополнительных диодов, выполняющих роль низковольтных стабилитронов, уменьшена нагрузка на транзисторы предвыходного каскада путем снижения их начального тока.

[Vilsi]

1. как ни считаю, мгновенная мощность на транзисторе не превышает 65 Вт. 2 раза на одном транзисторе за полпериода и 2 раза на другом транзисторе за полпериода.
2. к-т усиления ОУ при наличии С2 округленно считается как К=1+XC2/R1 = 1+1/(j*2*pi*f*R1*C2). исходя из этой формулы видно, что при увеличении частоты либо С2 к-т усиления стремится к единице.
3. усилитель рабочий, просто надо знать, с чем бороться. а по-хорошему, перед началом обсуждения необходимо было договориться, какой усилитель мы будем считать хорошим, какой нет. от этого зависит, в какую сторону пойдет модернизация, и где можно остановиться. возможно, последняя версия является именно тем, что искали. вы хоть звук опишите, а то как-то непонятно, что мы в конце концов получили.

[Stan47]

Так на графике максимальная мощность на транзисторе и есть 64 Вт при нагрузке 8 Ом, а для 4 Ом в два раза больше. Соответственно на нагрузке еще в два раза больше.
Масштаб графика указан для для каждой нагрузки отдельно.
Я не собирался ни с чем бороться и доработка касалась удобства его настройки, да элементная база посовременнее.
А насчет звучания: не считаю себя аудиофилом, но и на ухо никто не наступал. Звучит хорошо. Опыт показывает, что 90% звучания зависит от акустики.
Еще раньше я писал, УС стоит в канале НЧ-СЧ. Частота раздела - 4кГц.
И про конденсатор С2: Как можно беспокоиться о влиянии емкости в 33 пФ на АЧХ?

[Vilsi]

понятно. если нравится, то цель достигнута.
я просто подхожу глобально. а С2 влияет на устойчивость. в этой схеме это элемент коррекции

[Stan47]

33 пФ устойчиво, меньше нет смысла.
Ну вот, опять китайцы надули. Заказал им партию TL071, ставлю в свой усилитель. И что я вижу. На фото 11 старая, рабочая МС, на фото 22 то, что мне прислали (все такие), на фото 33 слева рабочая, справа засланные казачки.
Открыл спор - пока на рассмотрении.

[Stan47]

Хочу добавить: Али быстро рассмотрел спор и вернул денежки. По самим микросхемам: я так и не понял, что они продавали под этой маркировкой. Перечислю, что а заметил:
- балансировка на выходе хорошая, несколько десятков мВ.
- частота очень низкая, после 50 кГц амплитуда падает в несколько раз.
- цепи балансировки на выводах 1 и 5 ОУ отсутствуют (т.е. не прозваниваются).
- при увеличении амплитуды сначала ограничивается одна полуволна, а потом появляется зубец.
- на очень малых амплитудах сигнал выглядит неискаженным.

[musor]

741 наверно

[Stan47]

У 741-го есть цепь балансировки.

[Stan47]

Еще один нюанс: сохраняет некоторую работоспособность от 3В однополярного напряжения.

[Stan47]

Согласно пожеланиям высылаю схему с облегченным режимом работы ОУ

Полевые испытания (по осциллографу) показали, что искажения снизились, а клиппинг стал мягче.
Так как ток раскачки увеличил раз в пять (но это не предел), не теряю надежды прикрутить на выходе полевики.

Вот его переходная характеристика...
Схема оказалась удачной. Диапазон расширился до 80 кГц без заметного снижения амплитуды на выходе (больше мой генератор не выдает),стало возможным уменьшить корректирующий конденсатор до 9 пФ. Теперь схема работает даже с ОУ LF357 (До этого возбуждалась) и даже с фальшивой TL071, правда, не в таком частотном диапазоне.
Еще один последний вариант:

[Stan47]

Выкладываю все, что есть по этому проекту. По разводке пояснение: печатку я рисую всегда со стороны печатных проводников.

Добавлено after 1 minute 31 second:
Re: Простой усилитель мощности НЧ на транзисторах TIP142, TIP147
Печатка

[Stan47]

Ну вот, добрался до усилка на полевиках. Выкладываю схему. Предупреждаю, что искажений у него все-таки больше чем на Дарлингтонах и амплитуда поменьше. На схеме приведены дополнительные цепочки, которые можно поставить и в транзисторный усилитель при необходимости.

[Stan47]

Вот еще одна схемка , слегка доработанная.

[Stan47]

В этой схеме лучше IRFP240 поставить, просто у меня его нет.

[Stan47]

Принято считать, что выходные каскады УНЧ на Мосфетах не требуют температурной стабилизации ввиду их положительного температурного коэффициента. В моем случае этого избежать не удалось и пришлось все-таки добавить к схеме термистор. Я предполагаю, что это стало следствием непреднамеренного перегрева выходных Мосфетов, когда я оставил усилитель без присмотра с подключенным эквивалентом нагрузки (естественно сигнал был не минимальный). В конечном итоге радиатор нагрелся так, что проплавил полиэтиленовый коврик на котором стоял. После остывания, на первый взгляд, все продолжало работать как и раньше. Наверное, при нагреве произошла какая-то деградация параметров транзисторов?