Explosão dos transistores de entrada - Amplificador de Potência

[alambike]

Olá amigos,

Gostaria de relatar um erro que me cometi ontem durante a finalização de uma placa de um amplificador de potência (power).

Ao ligá-lo, todos os transistores de entrada (3 x A1015) explodiram.

Com a ajuda de alguns membros aqui do forum descobrimos, por mensagem privada, que foi ultrapassada a tensão nominal destes transistores.

A fonte de alimentação do power estava entregando +-62Vdc enquanto que no datasheet do transistor A1015 o valor de tensão nominal é de 50V.

O interessante é que no arquivo pdf que peguei o esquema, na seção de descrição do transformador, o projetista diz que o transformador pode ser desde 36+36 Vac até 45+45Vac. No meu caso eu optei pela segunda opção (45+45Vac).

Mesmo com a primeira opção de transformador, este projeto corre o risco de passar de 50Vdc !

O que me resta é substituir os transistores queimados e optar por um transformador de 32+32Vac ou escolher um projeto que suporte +-62Vdc.

Alguém teria alguma sugestão desse tipo de projeto?

Segue em spoiler a imagem do power que utilizei:

Spoiler (clique para mostrar ou esconder)

[xformer]

Eduardo, o certo era usar o transformador de 36V-0-36V. 
Tente usar BC556 (que aguenta 80V de Vce) no lugar dos 2SA1015 (atenção que a ordem dos terminais é diferente CBE do 556 contra ECB do 1015).  E os tips 41 e 42 tem que ter o sufixo B ou C  (TIP41B) pra aguentar 80V.


Se seu transformador tiver primários de 110V e 220V, use o de 220V ligado na rede de 110V, assim terá a metade no secundário e poderá testar o funcionamento sem passar dos limites.

[alambike]

Olá xformer,


Os tip's já são os de sufixo "C". Aparentemente apenas os A1015 que torraram. As trilhas de cobre estão intactas.

Quais são os tipos de testes que se podem ser realizados para avaliar a integridade de todos os transistores ?

Sobre o BC556, peguei o datasheet do Fairchild e o Vceo dele é -65V e o Vcbo é -80V

Como a fonte fornece +-62Vdc, não ficaria muito próximo do limite caso ocorra alguma variação nessa tensão de saída Vdc da fonte?

muito obrigado pela ajuda

[xformer]

Acho que com esse transformador (45Vac) a tensão DC vai ficar mais próxima de 50V do que de 60V, quando estiver operando. 62V é a tensão de pico da fonte, sem carga.

Sim, o Vceo max do BC556 é 65V mesmo, peguei errado na datasheet. Mas mesmo assim, ele é o de mais alta tensão da família. Como não me recordo de outro transistor que possa substituir o A1015, só tenho essa dica.

Não deve ter pifado o resto, mas pra testar só tirando eles da placa (dessoldando). Não sei se vale a pena, só se não funcionar depois da troca dos A1015.

Talvez tenha que variar o resistor de 270 ohms da fonte de corrente formada originalmente pelo A1015 superior, pra ajustar a corrente para o amplificador diferencial, se trocar os PNPs de sinal. Os dois 1N4004 geram uma tensão constante de uns 1,4V sobre eles devido a corrente de (50V-1,4V)/10k. Dos 1,4V, desconta 0,7V de Vbe do PNP e sobra 0,7V sobre o resistor de 270 ohms. Logo a corrente que vai para o par diferencial é de 0,7V/270=2,6mA. Se mudar essa corrente, muda o ganho do amplificador diferencial da entrada.

[Matec]

Acho que com esse transformador (45Vac) a tensão DC vai ficar mais próxima de 50V do que de 60V, quando estiver operando. 62V é a tensão de pico da fonte, sem carga.

xformer, não isso não vai acontecer, o consumo máximo do circuito sem sinal é de uns 200mA e a fonte pode fornecer fácil mais de 5A sem muita queda de tensão. Na maior parte do tempo a tensão será mesmo de +62v e -62v.

Mesmo para os TIP41C, uma fonte de 120V é algo a se temer, aí já é melhor pensar em transístores como os MJE15032.

Esse amplificador aí não deveria passar dos +-45Vdc

Abs

[xformer]

xformer, não isso não vai acontecer, o consumo máximo do circuito sem sinal é de uns 200mA e a fonte pode fornecer fácil mais de 5A sem muita queda de tensão. Na maior parte do tempo a tensão será mesmo de +62v e -62v.

Mesmo para os TIP41C, uma fonte de 120V é algo a se temer, aí já é melhor pensar em transístores como os MJE15032.

Esse amplificador aí não deveria passar dos +-45Vdc

É, o jeito mesmo é substituir o transformador de força pelo transformador do esquema original, de 36Vac.

[Patines]

Acho que poderia tentar o MPSA42 no lugar deste que tu usou.  Ele trabalha com uma corrente no par diferencial de 2,4mA e nos meus cálculos, não mais que 150mW quando à 62V.  O MPSA42 suporta tensão de 300V.  O HFE fica em torno de 80 para esta corrente de trabalho.

62V*2=120.  Os TIP41C e TIP42C suportam  só 100V.  Acho que se não queimou, vai queimar.

Se queimar primeiro o TIP que vai para +Vcc, o eletrolítico de 47uF estoura.

Abraços, Saúde e amor.

[xformer]

Fui ver em projetos de amplificadores nessa faixa de alimentação e potência e descobri outra opção: 2N5401  PNP de 150V de Vceo.  A pinagem é EBC.

[Matec]

Acho que poderia tentar o MPSA42 no lugar deste que tu usou.  Ele trabalha com uma corrente no par diferencial de 2,4mA e nos meus cálculos, não mais que 150mW quando à 62V.  O MPSA42 suporta tensão de 300V.  O HFE fica em torno de 80 para esta corrente de trabalho.

62V*2=120.  Os TIP41C e TIP42C suportam  só 100V.  Acho que se não queimou, vai queimar.

Se queimar primeiro o TIP que vai para +Vcc, o eletrolítico de 47uF estoura.

Abraços, Saúde e amor.

Patines

O MPSA42 é NPN. O certo seria o MPSA92 que é o complementar PNP do MPSA42. Porém o Hfe é no mínimo 25 (ou 40)  mas não informam um valor médio.
Talvez tenha que haver algum ajuste para que o circuito mostrado funcione em fonte simétrica de 62v. Isso não sei se o Alambike saberia fazer.

No mais concordo plenamente com o que você disse.

Alambike

Creio que no momento seja melhor arranjar um transformador adequado ao circuito, e mais tarde arranjar outro circuito adequado ao transformador de 45+45Vac.

Abs

[Patines]

...O MPSA42 é NPN.

Desculpe, estou meio dormindo....
Mas então se é mais fácil um diferencial NPN porque fazer PNP...  

.. MPSA92 ....  Hfe é no mínimo 25 (ou 40)  mas não informam um valor médio.
Talvez tenha que haver algum ajuste para que o circuito mostrado funcione em fonte simétrica de 62v. Isso não sei se o Alambike saberia fazer.

Isso dá pra olhar na curva que tem no datasheet.  geralmente eles acertam a curva na faixa de ganho da maioria dos transistores.  O MPSA92 tem o ganho até maior do que o MPSA42.  Por volta de 100.

...Talvez tenha que haver algum ajuste para que o circuito mostrado funcione em fonte simétrica de 62v.

Pela topologia, com fontes de corrente e controle diferencial de corrente, funciona parecidíssimo com 20V  ou 90V.  Aumenta só a amplitude de saída.

O que pode acontecer..  talvez, se o ganho de corrente for baixo, de não se conseguir a corrente necessária pra que a carga vá à máxima tensão.  Como é realimentado o circuito, em comportamento dinâmico, aconteceria somente de o circuito saturar antes da hora.

Abraços, T+

[edyguitar]

o equivalente ao A1015 que tem a mesma pinagem são os A1266 e foi os que eu usei com transformador de 46+46 original de um meteoro QX 200
detalhe, o QX200 usa o MPSA92 .

[Patines]

...os A1266 e foi os que eu usei com transformador de 46+46....

45*1,41*2= 130V
A1266 é pra 50V!!   Extrapolar tanto assim a tensão de trabalho dos transistores pode ser perigoso..  pra eles.

Vai ver essa é a origem do nome da marca Meteoro!!

Abraços.

[alambike]

Obrigado a todos pela ajuda!



As opções para solucionar o problema são:

- Para utilizar a placa do jeito que está, deve-se trocar o transformador para um de 32+0+32 V @5A

- Para utilizar o mesmo transformador troca-se os Tip's 41C e 42C pelos MJE15032 e MJE15033, respectivamente. Já os transistores de entrada devem ser os MPSA92. A Topologia deve ser alterada para se obter os valores de corrente destes novos componentes fornecidos pelo datasheet, pois não bastaria apenas a substituição de 1 pra 1.
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...os A1266 e foi os que eu usei com transformador de 46+46....

Vai ver essa é a origem do nome da marca Meteoro!!

Pela minha recente experiência com os A1015 essa afirmação faz todo sentido !!

[edyguitar]

...os A1266 e foi os que eu usei com transformador de 46+46....

45*1,41*2= 130V
A1266 é pra 50V!!   Extrapolar tanto assim a tensão de trabalho dos transistores pode ser perigoso..  pra eles.

Vai ver essa é a origem do nome da marca Meteoro!!

Abraços.

eu usei os A1266 não os meteoro. os meteoro usam os MPSA92
e o meu transformador depois de retificado, na fonte da 62VDC sem carga, com o amplificador tocando essa tensão cai pra cerca de 59~58VDC.

[Patines]

...A Topologia deve ser alterada para se obter os valores de corrente destes novos componentes fornecidos pelo datasheet, pois não bastaria apenas a substituição de 1 pra 1.

Para usar um MPSA92, não precisa alterar nada na placa.  Me parece que até o HFE é similar.  A pinagem, segundo os datasheets, é a mesma que um 2SA1015.

Abraços, T+