Не срабатывает защита, в выходном каскаде УМЗЧ Опции

[Ydaloj]

Усилитель мощности для испытаний. Усиливает синус 50Гц. Нагрузка - трансформатор, но пока работает на резистивном эквиваленте 100 Ом.

Питание прямое от сети, с емкостной средней точкой из конденсаторов 680мкФ.
Источник сигнала - квадратурный генератор на ОУ, далее - высоковольтный ОУ от Арех, потом - этот вых.каскад.

Требование к усилителю - он должен держать к/з в нагрузке, это одна из основных функций. Так вот, данный выходной каскад терпит короткое при питании до ±100В. Стоит только вывести его на ±150В - сразу схема идёт на взлёт.

Почему?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[shf_05]

спасибо, хорошо разъяснили, и вправду на низких частотах действительно почти как DC. (у "моего" УМ частоты от 20 кГц и выше).

[_Vova]

У полевых транзисторов ток стока падает при повышении температуры

это не совсем так, на малых токах он растет, часто мосфет в линейном режиме работают при токе значительно меньше максимально допустимого тока стока, поэтому на это нужно обращать внимание.
примерно точку перехода можно найти по графику сток-затворной хар-ки, пересечение графиков при температуре 25 и 175С,

[Ydaloj]

спасибо всем
действительно, про выравнивание токов забыто напрочь
и про работу ключей в режиме стабилизатора тока при таком к/з со всеми вытекающими тоже не подумал
и действительно, проще ставить тиристоры в базы и пусть они глушат сигнал при к/з.
Предлагаю такой вариант.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Леонид Иванович]

1. Желательно добавить резисторы Б-Э для Q17, Q18.
2. R27 и R46 образуют делитель, защита сработает при падении на датчике тока порядка 6 В. Так задумано? Вообще, резисторы R46, R47 здесь не обязательны.
3. Возможно, потребуется небольшая емкость Б-Э для Q7, Q9 для предотвращения срабатывания от очень коротких пиков тока.
4. В триггерах не обязательно применять высоковольтные транзисторы.
5. Сигнал можно снимать с обоих датчиков тока в каждом плече через диоды (ценой увеличенного на 0.7 В падения на датчиках тока). Хотя это не обязательно, ток транзисторов не может сильно отличаться.
6. Номиналы R30, R34 лучше уменьшить раз в 10.
7. Работа без тока покоя выходного каскада (class B ) - так задумано? D9, D10, R26, R42 включены по меньшей мере странно. Диоды еще больше увеличивают нелинейность схемы, а во время одной из полуволн базы Q3, Q15 фактически висят в воздухе.

Сообщение отредактировал Леонид Иванович - May 28 2014, 16:02

[Ydaloj]

Падение напряжения на резисторах в эмиттерах будет 10В при ограничении тока, в полтора раза выше номинального. Отсюда и делитель R27R46.
Высоковольтные транзисторы были выбраны до введения D9D10, сейчас они конечно не нужны такие.
Класс В... Ступеньку около нуля на осциллографе так и не увидел. Может, сказывается высокое выходное напряжение.

[Леонид Иванович]

Ступенька на низкой частоте может быть и не видна, если быстродействия ОУ хватает.

А какая связь между рабочим напряжением транзисторов триггера и диодами D9, D10? Зачем вообще эти диоды добавлены?

[Ydaloj]

А чем не нравятся R26 и R42?

[Меджикивис]

... D9, D10? Зачем вообще эти диоды добавлены?

Я так думаю - для защиты базы от обратного напряжения. (Я об этом выше говорил). Но я-то полагал, что их нужно включить Б-Э, на "закоротку" обратного напряженя, а не на последовательное блокирование.

Во-вторых, автор просто заменил защитный транзистор тиристором (аналогом). Однако же фокус в том, что напряжение Б-Э незначительно для включения тиристора. То есть как-то они работать вероятно будут, но думаю, что весьма нечетко.

Тиристор следует включить между базой и другим плечом питания (то есть например между базой Q3 и -150V). Это вызовет закрывание эмиттерного повторителя (которым и является выходной каскад) начисто, полностью и быстро.

Однако такое включение имеет трудность в подводе управления. Я бы попробовал использовать оптронный тиристор. Они считаются медленными, но медленное-то их выключение, а включаются они - в микросекунды. Я думаю АОУ103 (или аналогичный импорт) сюда как раз подойдет.

Не уверен, но мне думается, что лучше бы вырубать оба плеча совместно. Хотя работа второго плеча при закрытом первом не приводит к КЗ, но как-то нехорошо это, тем более при таких напряжениях, перекосы. Отрубать - так уж выходной каскад целиком.

[Ydaloj]

диоды включить Б-Э, на "закоротку" обратного напряжения нельзя, это вызовет перегруз ОУ, он и так слабый, да ещё и без защиты.
А почему транзисторный аналог имеет незначительное напряжения для включения? Те же 0,7В - и оба отпираются без проблем.
Насчёт оптопар и прочего удорожания - лишний элемент ухудшает быстродействие схемы. Оптроны - тем более, со своими микросекундами.

[Меджикивис]

А почему транзисторный аналог имеет незначительное напряжения для включения? Те же 0,7В - и оба отпираются без проблем.

Не аналог, он-то работает обычно. Но два транзистора включены последовательно, значит чтобы они встали "на самоблок" должно быть по меньшей мере 1.4В (тиристор - 1.5В).
Между Б-Э столько быть не может,- те же 0.7. У Вас, правда, там составной, так что на грани, что не есть гуд, вообще-то.



Ах, сорь, еще резистор в эмиттерах. Ну, может и будет работать...

[Ydaloj]

проверил только что на постоянном токе
БЭ 0,8В
Между эмиттерами на токе 0,12А падение 0,9В, на кэ переходах в насыщении падает по 0,1В

[Ydaloj]

А, я понял, мы о разных вещах говорим. Вы про составной выходной, я про тиристорный аналог

[Леонид Иванович]

А чем не нравятся R26 и R42?

Резисторы нужны. Выход ОУ при срабатывании защиты будет через эти резисторы закорочен на землю. Вот только не очень хорошо, что Q3, Q15 не имеют резисторов Б-Э.

Как вариант, можно обойтись без высоковольтного ОУ, построить усилитель со снятием сигнала с цепей питания ОУ (классическая схема высоковольтного усилителя). Выходной каскад тогда будет с ОЭ, проще строить защиту.

Не аналог, он-то работает обычно. Но два транзистора включены последовательно, значит чтобы они встали "на самоблок" должно быть по меньшей мере 1.4В (тиристор - 1.5В).

Нет, там будет сумма прямого падения Б-Э и напряжения насыщения. Выходит где-то 0.8 - 0.9 В, а не 1.4 В.

Сообщение отредактировал Леонид Иванович - May 29 2014, 06:27

[Ydaloj]

итак
по схеме выше всё работает, прямое короткое замыкание выдерживает.
теперь проблема - подружить этот усилитель и повышающий трансформатор с 100 на 2500В. Коммутируется он к усилителю через реле.

Сообщение отредактировал Ydaloj - May 29 2014, 07:59