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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Puente UMZCH con BSIT. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Amplificadores de potencia de transistores En los diseños de los radioaficionados, los potentes transistores, llamados BSIT y destinados principalmente a dispositivos de conmutación (fuentes de alimentación conmutadas, unidades de escaneo horizontal, interruptores potentes), aún no se utilizan con mucha frecuencia. Llamamos la atención de los lectores sobre una descripción de una de las opciones para un UMZCH de cien vatios que utiliza precisamente esos transistores. Refiriéndose a los indicadores metrológicos, así como a los resultados de repetidas escuchas de expertos, el autor valora bastante bien su desarrollo. La controversia entre radioaficionados y desarrolladores que discuten el tema de los amplificadores de válvulas con “mejor sonido” continúa hasta el día de hoy [1]. Debe reconocerse que en los UMZCH basados en triodos de válvulas, las pequeñas distorsiones incluso cuando funcionan con una carga compleja se deben, en particular, a la retroalimentación interna inherente a estos dispositivos. Pero las ventajas de un triodo de vacío también son características de un transistor de efecto de campo con una unión de control, que se denomina transistor con inducción estática SIT [1]. Otra modificación de tales dispositivos es un transistor bipolar con inducción estática BSIT. operando con una corriente de puerta significativa y teniendo una característica de salida similar a la de un tubo generador en modo de corriente de red. Su característica de entrada es casi la misma. como bipolar. El tiempo de caída de la corriente de un dispositivo con un canal vertical normalmente cerrado de tipo n, un potente BSIT KP958A [2], es Tsl = 60 ns, que es aproximadamente del mismo orden que el de los transistores bipolares de alta potencia convencionales, pero el voltaje de saturación (depende del grado de saturación del transistor) es varias veces menor. El uso de BSIT resultó bastante eficaz en UMZCH. realizado según el circuito puente (3). En la figura se muestra el diagrama del puente de cien vatios UMZCH sobre BSIT propuesto aquí.
Principales características técnicas
El UMZCH contiene dos amplificadores casi idénticos, uno de los cuales es inverso con respecto a la señal de entrada. La carga está conectada entre las salidas del amplificador. Debido a que el voltaje de salida de los amplificadores se aplica a la carga en antifase. El voltaje de salida se duplica. El amplificador operacional es un amplificador de voltaje, y para la cascada superior con OOS el coeficiente de ganancia es Ku = R3/R1 + 1, y para la cascada inferior está determinado por la relación R18/R16. Con los valores de resistencia indicados, la ganancia de ambos amplificadores en el circuito puente es la misma. Excepto por el amplificador operacional. el amplificador contiene etapas de fase invertida que utilizan transistores de diferentes estructuras VT4, VT5. Junto con ellos, los transistores VT6 - VT9 realizan la función de amplificadores de corriente que funcionan en clase AB. El amplificador superior del circuito está cubierto por un OOS en serie: se alimenta desde la salida a la entrada inversora del amplificador operacional (pin 2 del chip DA1) a través de un divisor R3R1; El amplificador inferior del circuito está cubierto por OOS paralelo a través de la resistencia R18. El voltaje de salida de un amplificador de puente está determinado por la suma del voltaje de salida de dos amplificadores operacionales (la caída de voltaje a través de las transiciones puerta-fuente puede despreciarse). Para aumentar el voltaje de salida, se utiliza una fuente de alimentación de amplificador operacional de "seguimiento". cambiando sincrónicamente con su señal de salida. En ausencia de una señal de entrada, el voltaje en el punto de conexión de los diodos Zener VD1 y VD2 es cero. Al mismo tiempo, en los pines 7 y 4 del microcircuito DA1, la tensión de alimentación se mantiene en 15 V gracias a los estabilizadores fabricados en los transistores VT1, VT2. La aparición de una señal en la salida del amplificador conduce a un cambio en modo común de los voltajes de suministro del amplificador operacional. por lo tanto, la señal del amplificador operacional no está limitada. Por tanto, el voltaje de salida del amplificador operacional aproximadamente se duplica. La resistencia R7 conecta los diodos Zener VD1, VD2 a la salida del amplificador, su resistencia, si es necesario, se selecciona durante la configuración, reemplazándola por una variable (resistencia 3 - 5 kOhm). Al aplicar una señal de un generador de audiofrecuencia a la entrada del UMZCH, se establece el voltaje no distorsionado máximo posible en las salidas de ambos brazos del amplificador (monitoreado por un osciloscopio). Hay que recordar que una disminución excesiva de la resistencia puede alterar la estabilidad del amplificador. Las resistencias R6, R8, R9 y el transistor VT3 crean una polarización inicial en las puertas de los transistores amplificadores de corriente. Cambiando la posición de la resistencia de sintonización R8. Puede ajustar el valor de corriente de reposo de la etapa de salida dentro de un amplio rango. El transistor VT3 sirve para la estabilización térmica del modo; debe proporcionar contacto térmico con los disipadores de calor de los transistores. Para lograr una baja distorsión, es recomendable seleccionar los transistores VT4 - VT9 en pares, para lo cual se toma la dependencia de la corriente de drenaje en diferentes valores de la corriente de puerta en Uc = 10 V. Es recomendable realizar mediciones en varios puntos. En una cascada se instalan transistores con características similares. Resistencias R1, R3, R16, R18 - C2-29V con una tolerancia del 1% (es posible hasta un 2%). El resto de resistencias son de cualquier tipo con una tolerancia no superior al 10%. El microcircuito K140UD11 se puede reemplazar por K154UDZA sin ningún cambio en el circuito, pero es posible que se requiera una corrección de alta frecuencia adecuada. El amplificador operacional K154UDZA es más preferible en términos de sus propiedades de frecuencia, aunque es posible que la potencia máxima de salida del UMZCH disminuya. Los transistores de salida deben instalarse sobre disipadores de calor con una superficie mínima de 600 cm2 por cada transistor. El autor utilizó en su diseño radiadores de agujas con refrigeración forzada mediante un pequeño ventilador. En este caso resultó suficiente utilizar un radiador pequeño. Un amplificador correctamente ensamblado comienza a funcionar inmediatamente, solo necesita configurar las corrientes de reposo de ambos brazos del amplificador a aproximadamente 200...250 mA y la máxima amplitud posible de la señal de salida seleccionando la resistencia R7. En pocas palabras, puede duplicar la potencia del amplificador (hasta 200 W) duplicando el número de transistores en las etapas de salida (VT8, VT9). Para distribuir las corrientes de manera uniforme, se deben incluir resistencias de ecualización con una resistencia de 0.1...0,2 ohmios en los circuitos emisores de estos transistores. Literatura
Autor: N. Rekunov, Togliatti, región de Samara
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