Что убило транзисторный фильтр?

[Opamp]

Дано: ламповый усилитель. Точнее- пока макет оного. Анодное- до 300 вольт, ток - около 100 мА.
Транзисторный фильтр классический. Да, я знаю что все строят "электронные дроссели" на мосфетах, и я реально не понимаю зачем. Падение по моделированию аж 20 вольт, на биполярных меньше вдвое (тоже по моделированию). На кой лепить чисто ключевые элементы в линейные схемы- ну вот выше моего понимания... Кароч, сделал "по-классике" из пионерской книжки.

R2 имитирует нагрузку, даже с запасиком.

У MPSA44 максимальное напряжение КЭ - 400 вольт, ток коллектора до 300mА, максимальная рассеиваемая мощность до 625 мВт- определяется корпусом ТО-92.
У MJE13003 максимальное напряжение КЭ - 400 вольт, ток коллектора до 1.5А, максимальная рассеиваемая мощность до 40 Вт с теплоотводом. Транзюк установлен на радиатор размерами 25 х 25 х 10.

Максимальные мощности по моделям в таком варианте:
До 15 ватт на MJE13003 в момент "пуска":

До 230 мВт на MPSA44 в тех же условиях:

Это все прекрасно работало до поры до времени. Макет пока однотактный, фон- только если ухо в колонку всунуть. Во время очередного эксперимента над железякой включил его- фонит. Сунулся овцелографом- полтора-два вольта колебаний анодного, многа. Кондюки проверил- нормальные. Проверил транзюки- упс. MJE13003 выжгло с замыканием, MPSA44 тестер распознал как два диода. Хотя с виду совершенно как живые. Хлопков и белого дыму не было. Ничего никуда не замыкалось. Сеть не прыгала.
Однако- что-то транзисторы мне убило. Где-то я налажал, и походу совершенно по-глупому (как обычно).
Пока транзюки заменил- и опять всё прекрасно работает, но они явно обречены.

Мож кто более опытный мордой меня потычет? А то я всю башку уже сломал.

[vlasovzloy]

C2 в момент включения разряжен и весь ток источника валит через транзистор, вот и сгорает. Я так думаю

[Opamp]

vlasovzloy, С1 в момент включения тоже разряжен- и весь ток источника валит сначала через диодный мост, и заодно через сопротивление вторичной обмотки трансформатора. Кстати, у меня там между мостом и С1 еще повешен заодно мелкий ограничительный резюк, на схеме я его не обозначил- поскольку особо не роляет. Как раз от броска тока.
Посему- очень маловероятно...

[Starichok51]

Opamp, нельзя базу оставлять "в воздухе". поставь у 13003 база-эмиттер резистор 10 кОм.
vlasovzloy, там С3 не даст моментально открыться транзисторам, чтобы разряженный С2 мог брать слишком большой ток.

[Martin76]

Переходы б-э и к-э нужно защищать от обратного напряжения диодами. Тем более при 200мкФ на выходе и 100 на входе. Обратное напряжение не убьет транзистор при 12В, а при 300 легко это сделает.

[Opamp]

Starichok51, вот не понял я по поводу этого резюка. В разных источниках ему приписывают чуть ли не диаметрально противоположные функции, как его расчитывать- никто толком не знает. Все посылают в гугол, а там куча мусора и без единого жемчужного зерна. Два часа вчера на эту тему потратил без малейшего результата. Может, проясните? Почему именно 10 кОм?

Добавлено after 2 minutes 36 seconds:
Martin76, согласен. В фирменных высоковольтных дарлингтонах ставят защитный диод в обратном включении между К и Э Q1, если верить даташитам. Плохо что этих зверей теперь почти не купишь- вот и приходится выкручиваться...
На самом деле горячая лампа высаживает анодное чуть ли не мгновенно, ну ок- насчет диода вы в любом случае правы, хуже от него не станет.

[vlasovzloy]

Еще вспоминаю делают задержку подачи анодного напряжения. Сколько то секунд, пока накалы не нагреются

[Муркиз]

Пока заряжается С3, примерно на половине напряжения, может возникнуть импульсная перегрузка по мощности, при зарядке конденсатора С2.

[AlexS4]

[uquote="Martin76",url="/forum/viewtopic.php?p=4668555#p4668555"]Переходы б-э и к-э нужно защищать от обратного напряжения диодами. Тем более при 200мкФ на выходе и 100 на входе. Обратное напряжение не убьет транзистор при 12В, а при 300 легко это сделает.[/uquote]

тоже думаю тепловой пробой эмиттера по обратке во время выключения
у подобных транзисторов несколько десятков вольт электрический пробой эмиттера (~20..70V) и вероятно теплового импульса от разряда С2 хватает его перегреть.
нужен маленький диод параллельно эмиттерам, любой с surge током 2-3A. можно низковольтный шоттки.
не исключен также инверсный режим(тож на выключении при заряженном С1 C3), врядли это опасно, но и от этой беды очень просто защититься 100+V диодом между e-c Q1.

[Opamp]

AlexS4, а каков механим возникновения "обратки"? С2 разряжается в нагрузку, С1 разряжается через транзистор в нагрузку. Через диодный мост ток в обратном направлении не пойдет ведь... Иными словами- я не пойму как могут возникнуть условия, при которых Uc2 > Uc1. Сама по себе нагрузка напряжения не вырабатывает.
Хотя есть нюанс: первичные обмотки выходных трансформаторов. Но опять-же они управляются лампой, а лампа ток мгновенно не прерывает.

Нет, диод я поставлю в любом случае, но интересна физика этого пробоя...

[AlexS4]

Opamp, да, на источник я не обратил внимания, если там вточности как на модели, то только какието необычно большие утечки С1 или диодов моста могут создать условия для перегрева эмиттера обраткой... возможно реальная схема чемто чуть отличается, и чтото неочевидное происходит скажем при дребезге контактов на включении или выключении.

[Opamp]

AlexS4, нет там "дребезга", контакты надежные, общий выключатель сети только. Да, модель полностью соответствует "оригиналу", только исчо до С1 висит резюк на 20 Ом от бросков тока, хотя толку от него походу никакого. А больше ставить- только греется впустую и падение на нем... Диоды у меня там совсем дохленькие- одноамперки, у них утечки обычно тоже маленькие.
В общем- нипанятна.
Пока вот собираю всякую мудрость- типа "шунтануть диодом чтоб наверняка". Выше исчо резюк промеж базы и эмиттера советовали, но я пока не понимаю на кой он нужен и как его расчитать. Бездумно срисовывать внутреннюю структуру высоковольтных дарлингтонов не лежит душа. Покурю литературку на эту тему, мобыть повезет. Ну и транзюк поставлю мощнее- 13005 или даже 13007. Хотя это не выход, конечно- люблю все-таки точно знать с чем бороться.

[Телекот]

Защити транзисторы диодами. И желательно конденсаторы поменять местами.

Да, я знаю что все строят "электронные дроссели" на мосфетах, и я реально не понимаю зачем. Падение по моделированию аж 20 вольт, на биполярных меньше вдвое (тоже по моделированию). На кой лепить чисто ключевые элементы в линейные схемы- ну вот выше моего понимания...

1. С какого перепугу полевики это ключевые элементы? Биполярники тоже используются в ключевых схемах, и полевики в линейных. Полевик это транзистор и может использоваться как угодно, и с появлением мощных полевиков часто заменяет биполярники. Есть полевики с мощностью под 300Вт и более в ключевом режиме такие мощности не нужны.
2. На полевиках наоборот меньше падения напряжения так как отсутствует ток базы, он срезает только пульсации. По этому их все чаще используют, биполярники ушли на второй план. Большой конденсатор на выходе не нужен.

[Starichok51]

Opamp, когда база "в воздухе", ток утечки коллекторного перехода попадает в базу и открывает транзистор.
а чтобы отвести эту утечку "мимо" эмиттерного перехода, ставят резистор. тогда падение на резисторе от тока утечки не сможет открыть транзистор.
номинал резистора зависит от конкретной схемы, и, конкретно, от мощности. в мощных схемах там может понадобиться и 100 Ом поставить.
расчета я не делал, просто на вскидку конкретно для твоей схемы подойдет 10 кОм.
а можешь поставить и 1 кОм, если при нагреве транзистора ток утечки коллектора сильно возрастет.

[Килиманджаро]

Не пори херню.
Это обычный каскад эмиттерный повторитель. Резистор бэ и нах в таких каскадах не ставится.
Opamp,
У вас нужен необходимый ток всего 100 ма, составной транзистор там и нах не нужен.
Оставляете один транзистор и подбором базового резистора выставлчете необходмый ток ограничения, например 200 ма. То есть при кз (зарядке с2) больше тех же 200 ма он не прыгнет и при этом будет обеспечивать вам впши 100 ма при работе.

Добавлено after 7 minutes:
Для снятия мандражки и головной боли можете выход этого фил тра включать через резистор ом 10 и выход вашего фильтра на вход подклюсить обратный диод.

[Телекот]

У вас нужен необходимый ток всего 100 ма, составной транзистор там и нах не нужен.

Мдаа, к чему приводит полное незнание предмета.
Общий минимальный коэффициент усиления двух транзисторов 8*80=640, это значит ток базы может быть 15мкА что вызывает падения напряжения на резисторе 150к 22в.
Если оставить один транзистор MJE13003 С минимальным h21 =8 потребуется уменьшить базовый резистор в 80 раз и что бы обеспечить такой же коэффициент подавления пульсаций увеличить конденсатор в базе тоже в 80 раз. А это 800мкФ.
Тогда вся эта схема теряет смысл.

Я уже говорил поставить один полевик, там нет тока базы. Можно увеличить резистор и уменьшить конденсатор, и падение напряжение будет меньше.

[AlexS4]

конечно, если под рукой высоковольтный fet то нет смысла ляпать на биполярниках, там можно на 1-2 порядка снизить емкость опорного конденсатора и заряжать его через мегаомный делитель до напряжения скажем -5..-10% (падение выбрать гарантированно больше пульсаций на С1 под нагрузкой, c учетом открывающего на затворе ~ +3..6V )


опорный конденсатор только должен быть на пару порядков больше емкости затвора. напр 1..3uF.

выходной конденсатор нужен больше для замыкания переменки возникающей от тока нагрузки на сопротивлении повторителя опорного, возможно даж лучше поставить только 1 пленочный ~1uF.


если fet с tvs защитой затора то никаких доп диодов не нужно, получается минималистичненько.
если внутри fet нет защитного tvs на затворе то поставить tvs или зеннер на 8..20V.
для защиты внутреннего tvs (обычно нежирного и симметричного) от импульсов на выключении - можно 100R от опорного конденсатора к затвору.

[Opamp]

Телекот, я не говорил "полевые", я сказал "мосфеты".
Окей, был бы высоковольтный классический JFET с триодным принципом работы- мобыть и ок. Не пробовал- не знаю. Но мосфет, с изначально создававшийся чтоб прокачивать через себя ток великой дури- ну, такое себе. Не для регулировки чего-то их делали.
В этой схеме чем выше напряжение на "выходной" банке (на истоке относительно затвора)- тем выше сопротивление канала, так что по-любому мосфет будет поддерживать некоторое падение на самом себе, достаточное чтоб держать самого себя в приоткрытом состоянии- ну и где тут "преимущество" перед биполярным?

Кстати о падении. У меня так: одна банка 100 до фильтра, и далее две банки по 100 после фильтра. То есть по банке на лампу. Звуковой сигнал проходит в первую очередь через эти банки, так что чем больше- тем лучше. Если сделать как у вас- 200 на входе и 47 на выходе- падение у меня вышло 12. А если 100 до фильтра и 200 после- падение уже 20. Я в микрокапе проверил. На форумах мужики с фильтрами на мосфетах писали, что у кого-то падение и до 30 доходило, хотя мосфеты у всех плюс-минус одинаковые впихнуты. Величина падения определяется емкостью входной банки- можете тоже проверить. Чем больше банка- тем меньше на ней пульсации- тем меньше падение на мосфете. Хотя меньше 10 вольт у меня не получилось смоделировать- предполагаю, что при меньшем напряжении затвор-исток сопротивление канала уже совсем большое получается.

Кароч, изначальный вопрос был "не какой фильтр лучше", а "где я налажал".

[Муркиз]

Ну и пойдет такой "ключ" на место электронного конденсатора, задача которого состоит в сглаживании мелкоамплитудной пульсации гапряжения, подумай сам ?

Здесь же задача не в ключевом режиме, а именно в аналоговом компенсаторе пульсаций.

А это качественно разные режимы работы.

[Opamp]

Телекот, запоздалая добавочка.

Я промоделировал обе схемы "одновременно". На одном листе, с одними графиками.
Рассеиваемая транзюками мощность в каждый момент времени практически одинаковая. Выходное напряжение с биполярным фильтром всего на 2-3 вольта выше чем у фильтра на мосфете. Пульсации одинаковые при одинаковых соотношениях RC в базе/затворе.

Посему- разницы на самом деле в общем-то никакой. Спасибо что заставили задуматься.