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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Ponte UMZCH com BSIT. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Amplificadores de potência a transistor Nos projetos de radioamadores, transistores poderosos, chamados BSITs e destinados principalmente a dispositivos de comutação (fontes de alimentação comutadas, unidades de varredura horizontal, interruptores poderosos), ainda não são usados com tanta frequência. Chamamos a atenção dos leitores para uma descrição de uma das opções para um UMZCH de cem watts usando apenas esses transistores. Referindo-se aos indicadores metrológicos, bem como aos resultados de múltiplas audições de especialistas, o autor aprecia muito o seu desenvolvimento. A controvérsia entre radioamadores e desenvolvedores discutindo a questão de amplificadores valvulados com "melhor som" continua até hoje [1]. Deve-se reconhecer que no UMZCH em triodos de tubo, pequenas distorções, mesmo quando operando em uma carga complexa, são devidas, em particular, ao feedback interno inerente a esses dispositivos. Mas as vantagens de um triodo de vácuo também são inerentes a um transistor de efeito de campo com uma transição de controle, chamado de transistor com indução estática SIT [1]. Outra modificação de tais dispositivos é um transistor bipolar com indução estática BSIT. operando com uma corrente de porta significativa e tendo uma característica de saída semelhante à de uma lâmpada de gerador no modo de operação com correntes de rede. Suas características de entrada são quase as mesmas. como bipolar. O tempo de decaimento atual de um dispositivo com um canal vertical normalmente fechado do tipo n - poderoso LSIT KP958A [2] - é Tsl = 60 ns, que é aproximadamente da mesma ordem dos transistores bipolares convencionais de alta potência, no entanto, o tensão de saturação (depende do grau de saturação do transistor) é várias vezes menor. O uso do BSIT mostrou-se bastante eficaz no UMZCH. feito de acordo com o esquema de ponte (3). O esquema proposto aqui para uma ponte UMZCH de cem watts em BSIT é mostrado na figura.
Principais características técnicas
UMZCH contém dois amplificadores quase idênticos, um dos quais está invertendo em relação ao sinal de entrada. A carga é conectada entre as saídas dos amplificadores. Devido ao fato de que a tensão de saída dos amplificadores é aplicada à carga em antifase. a tensão de saída é duplicada. O amplificador operacional é um amplificador de tensão, e para a cascata superior com OOS, o ganho é Ku = R3 / R1 + 1, e para a inferior é determinado pela relação R18 / R16. Com os valores de resistor especificados, o ganho de ambos os amplificadores no circuito da ponte é o mesmo. Exceto OU. o amplificador contém cascatas de fase invertida em transistores de diferentes estruturas VT4, VT5. Junto com eles, os transistores VT6 - VT9 desempenham a função de amplificadores de corrente operando na classe AB. O amplificador superior de acordo com o esquema é coberto por um OOS serial: ele é alimentado da saída para a entrada inversora do amplificador operacional (pino 2 do chip DA1) através do divisor R3R1; o amplificador inferior no circuito é coberto por um OOS paralelo através do resistor R18. A tensão de saída do amplificador de ponte é determinada pela soma da tensão de saída dos dois amplificadores operacionais (a queda de tensão nas junções de porta-fonte pode ser desprezada). Para aumentar a tensão de saída, a fonte de alimentação de "rastreamento" do amplificador operacional é usada. mudando de forma síncrona com seu sinal de saída. Na ausência de um sinal de entrada, a tensão no ponto de junção dos diodos zener VD1 e VD2 é zero. Ao mesmo tempo, nos pinos 7 e 4 do microcircuito DA1, a tensão de alimentação é mantida igual a 15 V devido aos estabilizadores feitos nos transistores VT1, VT2. A aparência na saída do amplificador de sinal leva a um viés de modo comum das tensões de alimentação do amplificador operacional. em relação ao qual a limitação do sinal do amplificador operacional não ocorre. Assim, a tensão de saída do amplificador operacional aproximadamente dobra. O resistor R7 conecta os diodos zener VD1, VD2 à saída do amplificador, sua resistência, se necessário, é selecionada durante o ajuste, substituindo-a por uma variável (resistência 3 - 5 kOhm). Ao aplicar um sinal do gerador de frequência de áudio à entrada UMZCH, a tensão máxima possível sem distorção é definida nas saídas de ambos os braços do amplificador (controle do osciloscópio). Deve ser lembrado que uma diminuição excessiva na resistência pode prejudicar a estabilidade do amplificador. Os resistores R6, R8, R9 e o transistor VT3 criam uma polarização inicial nas portas dos transistores amplificadores de corrente. Ao alterar a posição do resistor trimmer R8. você pode ajustar o valor da corrente quiescente do estágio de saída em uma ampla faixa. O transistor VT3 serve para estabilização térmica do modo, ele precisa fornecer contato térmico com os dissipadores de calor dos transistores. Para obter baixa distorção, é desejável selecionar os transistores VT4 - VT9 em pares, para os quais eles removem a dependência da corrente de dreno em diferentes valores da corrente de porta em Us = 10 V. É aconselhável medir em vários pontos . Em uma cascata, são instalados transistores com características semelhantes. Resistores R1, R3, R16, R18 - C2-29V com tolerância de 1% (até 2% é possível). Os resistores restantes são de qualquer tipo com tolerância não superior a 10%. O microcircuito K140UD11 pode ser substituído pelo K154UDZA sem nenhuma alteração no circuito, mas pode ser necessária uma correção apropriada de alta frequência. OA K154UDZA é mais preferível em termos de suas propriedades de frequência, embora seja possível que a potência máxima de saída do UMZCH diminua. Os transistores de saída devem ser instalados em dissipadores de calor com superfície de no mínimo 600 cm2 para cada transistor. O autor usou radiadores de agulha com resfriamento forçado de um pequeno ventilador em seu projeto. Nesse caso, acabou sendo suficiente usar um pequeno radiador. Um amplificador montado corretamente começa a funcionar imediatamente, você só precisa definir as correntes quiescentes de ambos os braços do amplificador para cerca de 200 ... 250 mA e a amplitude máxima possível do sinal de saída selecionando o resistor R7. Simplesmente, você pode dobrar a potência do amplificador - até 200 W - dobrando o número de transistores de estágio de saída (VT8. VT9). Para distribuição uniforme de correntes nos circuitos emissores desses transistores, é necessário incluir resistores de equalização com resistência de 0.1 ... 0,2 Ohm. Literatura
Autor: N. Rekunov, Togliatti, região de Samara
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