Was ist der einfachste Weg, um den Ruhestrom in einer AB-Endstufe zu reduzieren?

Ich versuche einen Push-Pull-Verstärker für eine 4-Ohm-Last zu entwickeln, der mit einer 48-V-Quelle funktioniert.

Dies ist das neueste Design, das ich gemacht habe:

(Eingang und Ausgang befinden sich in diesen beiden Kondensatoren, und die Potentiometer dienen zum Einstellen des Ausgangsgleichstrompunkts und der Gegentaktvorspannung.)

Um weniger Überkreuzungsverzerrungen zu haben, werden immer Spannungen in der Größenordnung von 0,6 V an die Emitterwiderstände angelegt (in der Praxis, weil in den Simulationen immer alles einfacher ist).

Das Problem ist: Sobald meine Last 4 Ohm beträgt, kann ich keine größeren Emitterwiderstände mehr einsetzen, da dies sonst zu verlustfrei ist. Mit zwei 0,2-Ohm-Widerständen hat es jedoch einen Ruhestrom von 1 bis 1,5 A, was sehr groß ist.

Ich bin mir nicht einmal sicher, ob die Emitterwiderstände auf diese Weise ein thermisches Durchgehen verhindern können, da sie sich schnell erwärmen.

Der Transistor dieses VBE-Multiplikators wird zwischen den beiden anderen im Kühlkörper installiert, aber ich weiß nicht, wie schnell er durchläuft.

Da es viele Leistungsverstärker der Klasse AB gibt, die mit solchen Lasten und Spannungsbereichen arbeiten und keinen solchen Ruhestrom haben.

Was vermisse ich?

Das sieht nach einem guten Design aus, aber ich sehe zwei Probleme. Zum einen beträgt der typische Leerlaufstrom für einen Audioverstärker von Emitter zu Emitter 50 mA. Sobald sie sich erwärmt haben, stellen Sie den Vorspannungswiderstand erneut ein, um ihn wieder auf stabile 50 mA zu bringen. Das ist genug Leerlaufstrom, um eine geringe Verzerrung von weniger als 0,01% zu haben. Das wären übrigens 50 mA pro Paar Ausgangstransistoren, sodass Sie sich den Leerlaufstrom eines 1.500-Watt-Verstärkers mit zehn Ausgangspaaren vorstellen können.

Die Ausgangsemitterwiderstände variieren von 0,15 Ohm bis 0,47 Ohm, wobei 0,33 ein gemeinsamer Wert ist. 0,33 Ohm erzeugen einen Spannungsabfall von 0,65 Volt bei 2 Ampere Strom, der ausreicht, um NPN- und PNP-Strombegrenzer auszulösen. Sie können bei hoher Lautstärke zu Übersteuerungen führen, schützen jedoch die Ausgangstransistoren vor übermäßigen Strömen.

Schauen Sie sich ein beliebiges Operationsverstärker-Design (LM324) an und Sie werden diese Strombegrenzer sehen und Ihre entsprechend einfügen. 0,33 Ohm begrenzen es auf 2 Ampere oder etwa 70 Watt RMS. 0,15 Ohm verdoppelt den Strom auf 4 Ampere. Stellen Sie zwei 0,15 Ohm parallel, wenn Sie wirklich glauben, dass dies zehn Ampere verarbeiten kann. Überschreiten Sie nicht 50% der maximalen Nennleistung des Transistors.

Das zweite Problem, das ich sehe, ist, dass am IC (+) -Eingangspin eine Überspannung möglich ist. Es wird mit 12 Volt betrieben. Wenn das 47-K-Potentiometer jedoch auf Hoch eingestellt ist, werden mehr als 12 Volt in den IC eingespeist, was ihn zerstören würde. Sie können keinen Eingang mit einer Spannung haben, die höher als der Stromanschluss oder negativer als Masse ist.

Alles ist möglich, aber Sie müssen diese Transistoren mit einem kräftigen Kühlkörper und möglicherweise einem Lüfter kühlen, wenn Sie etwas vorantreiben wollen. Der Spannungsabfall von 0,65 Volt gilt für zusätzliche generische NPN- (2N3904) und PNP- (2N3906) Transistoren, die die Basis Ihrer Ausgangstransistoren mit der gemeinsamen Ausgangsleitung kurzschließen. Auch 10 nF können für eine Rückkopplungsschleife etwas hoch sein. Sie sind normalerweise 22 pF oder so.

Versuchen Sie herauszufinden, ob der 47-K-Topf an die 12-Volt-Schiene angeschlossen werden kann, um zu verhindern, dass der IC durchgebrannt wird.

Überprüfen Sie die Spannung an Ihrer Ruhespannungsregelung. (4700 Ohm + TIP142) Sie Vce auch in Sättigung ist wahrscheinlich zu groß. Ich habe dort auch noch nie einen Darlington gesehen.

Verweise auf den Schaltplan sind übrigens einfacher, wenn Sie die Komponenten nummerieren.