Ajuda com circuito amplificador

[ÁgioFelipe]

Bom dia pessoal, estou aqui quebrando a cabeça com uma caixa amplificada.
Os transistores da etapa de potência estão esquentando e se queimam, passei parte do cricuito para o papel e como essa placa já foi muito mechida, gostaria de ajuda em identificar algum componente incorreto que foi colocado nesse amplificador.

O circuito é esse:
[img]
http://img140.imageshack.us/i/agio.jpg/
[/img]

[Djalma Toledo Rodrigues]

Não é dificil

Usar par casados nos Transistores de saida

Verificar a corrente quiescente dos mesmos e

Se Tensão DC de saida igual a Zero sem Sinal .

Verifique isso e não exite em retornar

DJ

[MOR_AL]

1 - O circuito está errado.
2 - Os 4 diodos em série estão invertidos. Eles devem conduzir (um pouco) para limitar a tensão entre as bases dos transistores Q1, Q2, Q3.
3 - O diodo D5 (? A imagem está uma M&%#@), em paralelo com R? de 180 Ohms, está invertido. As junções Base-emissor dos três transistores (Q1, Q3 e Q4), somadas à tensão do diodo D5(?), são polarizadas pelos quatro diodos, que dão uma queda de 4 x 0,65V.
4 - Está faltando um resistor da base de Q3 ao -V.
5 - Deveria haver um potenciômetro em paralelo com os 4 diodos em série, para que a corrente quiescente (sem sinal de áudio na entrada), nos dois transistores de saída (Q1 e Q2), pudesse ser ajustada para cerca de 5% da corrente de pico neles.
6 - Está faltando um resistor de realimentação negativa. Ele tem três funções:
a) Estabelece (fixa) o valor do ganho do amplificador.
b) Força a tensão quiescente, no falante, ser nula. Caso contrário, haverá corrente cc no falante.
c) Reduz a distorção da entrada para a saída.
7 - Essa realimentação, não garante que a corrente quiescente no falante seja nula. Parece que economizaram um BC547, que junto com Q6 resolveria esse problema.
8 - Dependendo da potência de saída do amplificador, alguns ainda possuem um circuito com um termistor e resistores, em paralelo com os quatro diodos. O termistor fica acoplado termicamente aos transistores de saída. Quando eles aquecem, a corrente quiescente neles tende a aumentar até a sua destruição. O termistor aquece junto e reduz a sua resistência, reduzindo a tensão sobre as bases dos 4 transistores da saída. Isso tende a compensar o aumento da corrente quiescente, reduzindo-a.

Concluindo!!!
Ou você pegou um circuito todo alterado, ou você não copiou o esquema corretamente. De qualquer maneira, se fosse meu eu alteraria a parte de baixa potência desse amplificador.

MOR_AL

[ÁgioFelipe]

Muito obrigado pelas rápidas respostas.

Djalma

Vou realizar esta medições.

MOR_AL

O circuito mostrado na imagem não está completo. Vou copiar ele completo e mais organizado ai posto aqui.
Já coloquei os diodos na posição correta, mas mesmo assim só obtenho um zumbido e o Q2 está torrando.
Está correto termos 3 desses transistores da etapa de potência NPN e apenas 1 PNP? Não seria 2 NPN e 2 PNP?

Gostaria muito de ver essa caixa de som funcionando.

[MOR_AL]

... MOR_AL
[/b]
O circuito mostrado na imagem não está completo. Vou copiar ele completo e mais organizado ai posto aqui. OK! Aí poderei avaliar melhor e sugerir algumas dicas para consertá-lo.
Já coloquei os diodos na posição correta, mas mesmo assim só obtenho um zumbido e o Q2 está torrando. Mediu os 4 transistores de saída?Está correto termos 3 desses transistores da etapa de potência NPN e apenas 1 PNP? Não seria 2 NPN e 2 PNP?
[color=blue]Transistores PNP de potência e com tensão mais elevada são difíceis de encontrar e ou são bem mais caros. A opção é usar um par NPN/PNP de menor potência e um NPN/NPN com maior. É uma opção válida.
PS: Editado em vermelho

Gostaria muito de ver essa caixa de som funcionando.

PS: Informe também os valores das tensões medidas. Substitua o falante por um resistor com valor cerca de 10 x maior e meça a tensão sobre ele.
MOR_AL

[ÁgioFelipe]

Olá amigos, desculpe a demora, precisei viajar.

Está aqui o circuito completo e organizado:
http://pt.scribd.com/doc/52703708/Ampli

Vou referenciar os componentes de acordo com esse novo circuito postado.
Realizei a medição sem o falante e deu -5V e com um resistor de 100 OHms deu -2,7V, o transistor Q5 ainda está esqunetando muuuito.

[MOR_AL]

Olá Ágio.
SE a tensão no ponto do falante está negativa E Q5 está esquentando muito, então:
Substitua o falante pelo resistor de 100 ohms.
1 - Curto-circuite a junção base-emissor de Q6 e ligue o amplificador. Se o circuito delimitado por R7 até -V e base de Q6 estiver bom, então Q5 deve parar de esquentar.
Responda essa pergunta. Q5 ainda está esquentando ou não?

2 - Meça a ddp em D4 e D5. Com ou sem o curto do item 1. Positivo no lado do resistor no lugar do falante. Quanto deu?

3 - Meça a ddp em D3. Positivo no lado de R7/D3. Quanto deu?

4 - D6, D7 e D8 devem ficar em bom contato térmico (não elétrico) com Q3 e Q5. Mas não é esse o problema, apenas certifique-se disso quando começar a funcionar.

5 - Afinal. Qual é o valor de +V e de -V?

6 - Meça a ddp entre o terra e a base de Q7. Quanto deu?

Com essas respostas dá para cercar o problema.
MOR_AL

[ÁgioFelipe]

Ok vou realizar todas essas medições, mas de antemão, eu suspeitava que D6, D7 e D8 estavam invertidos, não estão?

[MOR_AL]

Ok vou realizar todas essas medições, mas de antemão, eu suspeitava que D6, D7 e D8 estavam invertidos, não estão?

Não.
Como eu postei antes, a função deles (D6, D7 e D8 ) é receber o calor gerado pelos transistores de saída. Isso faz com que a tensão sobre eles diminua, diminuindo a tensão de base sobre os transistores de saída. Isso tende a compensar (reduzir) a corrente quiescente nos transistores de saída, aumentada pelo aumento da temperatura.
Como eu disse, deixe esse detalhe para quando começar a funcionar.
Por enquanto, responda às perguntas.
[]'s
MOR_AL

[ÁgioFelipe]

1 - Curto-circuite a junção base-emissor de Q6 e ligue o amplificador. Se o circuito delimitado por R7 até -V e base de Q6 estiver bom, então Q5 deve parar de esquentar.
Responda essa pergunta. Q5 ainda está esquentando ou não?
Não
2 - Meça a ddp em D4 e D5. Com ou sem o curto do item 1. Positivo no lado do resistor no lugar do falante. Quanto deu?
1,3V sem curto e 0,4V com curto
3 - Meça a ddp em D3. Positivo no lado de R7/D3. Quanto deu?
0,65V
4 - D6, D7 e D8 devem ficar em bom contato térmico (não elétrico) com Q3 e Q5. Mas não é esse o problema, apenas certifique-se disso quando começar a funcionar.
ok
5 - Afinal. Qual é o valor de +V e de -V?
O trafo original dele queimou e o que foi colocado foi de 15+15, então +V=15V e -V=15V mas não se sabe se a tensão original.
6 - Meça a ddp entre o terra e a base de Q7. Quanto deu?
-0,16V com a ponta positiva na base de Q7

[MOR_AL]

Ótimo!

Dos itens acima:
1 - Q6 está funcionando. Quando se curta a junção BE dele, ele corta e a tensão sobre R9 está menor que Vbe de condução de Q5.
Com Vbe de Q5 menor que 0,65V, então ele deveria cortar também. Isso está ocorrendo porque Q5 não esquenta, ou IcQ5 --> 0A.
R9 não está aberto, pois está fazendo VbeQ5 menor que 0,65V
2 - D4 e D5 estão polarizados corretamente. 2 x 0,65V (sem o curto). Ao se curtar a base de Q5, a tensão sobre D4 e D5 fica igual a tensão do diodo D3. R7 é muito pequeno para dar uma ddp que deva ser levada em conta. (i ~2,22mA x 0,1ohm ~ 222uVcc). Esses 0,4V informam que D3 não está conduzindo porque a corrente está passando por R10 (180 ohms).
3 - Isso confirma que D3 está polarizado corretamente.
4 - Ok!
5 - Se o trafo é de 15, 0 15, então +V deve estar perto de 20Vcc (médios, pois vai variar com a potência entregue ao falante).
6 - Suponho que essa medida foi sem o curto na base-emissor de Q6.
Esse amplificador tem ganho 1 para cc, o que é correto. Logo a tensão cc na base de Q7 com o terra é quase a mesma que a tensão cc no falante. Há uma pequena queda em R14 devido a carga produzida pela conexão da base de Q7. Há também a queda devido ao multímetro pendurado para medir essa tensão, mas deve ser quase nula. A base de Q7 está negativa porque, como a tensão cc no falante está negativa, então a tensão na base de Q7 tem que tender a cortar a corrente em Q7 (IcQ7 ~ 0A). Isso está correto. A realimentação está tentando compensar a tensão (cc) negativa no falante. Com menos corrente em Q7, a tensão em R3 e R4 diminui. A tensão de base de Q1 está amarrada (quase nula devido ao resistor R2). Com a tensão de emissor de Q1 baixando, Q1 conduz mais. Isso aumenta a corrente de coletor de Q2, fazendo com que a sua carga (de R12 até o falante), receba maior corrente. Isso faria aumentar a tensão no falante, o que compensaria a tensão cc negativa.
Concluindo. O que está parecendo é que, mesmo com Q7 cortando, a tensão sobre o falante (ou o resistor que o substitui) não está sendo reduzida, ou ficando mais positiva (e compensando a negativa).

Então, aí vão mais medições para que se possa descobrir o que está ocorrendo. Paciência!! Estamos chegando lá!

Com o resistor de aprox. 100 ohms no lugar do falante e sem o curto na junção BE de Q6 (tem que medir rápido para não queimar Q5 ...).

1 - Meça a tensão sobre R13. Quanto deu?
2 - Meça a tensão sobre R3. Quanto deu?
3 - Meça a tensão sobre R2, positivo na base de Q1. Quanto deu?
4 - Confirme que R3 e R4 valem 6k8. Não meça, apenas verifique os valores no corpo dos resistores. Valores?
5 - Idem para R5. Valor?
6 - Idem para R16 e R17. Valores?
7 - Meça +V e -V. Valores?
8 - Com o voltímetro sobre o resistor que substitui o falante (positivo em R6/R7), curto-circuite a junção BE de Q2 e meça a tensão. Seja rápido para não queimar Q5, mas meça com cuidado. A tensão foi de quanto para quanto?

Com esses valores acho que dá para se ter uma boa idéia do que está ocorrendo.

9 - Você disse que o amplificador foi muito mexido! Poderia algum resistor ter tido o seu valor alterado? Principalmente R3, R4 ou R5?

Aguardo.
MOR_AL

[ÁgioFelipe]

Tenho novidades, não sei se boas ou ruins.

Observei que eu estava trocando os fios de alimentação do pré-amplificador, o fio vermelho que eu estava ligando no V+, na verdade era o terra e vice-versa para o preto. Com isso a caixa finalmente saiu som, mas devido o aquecimento que já falamos nem observei a qualidade do som.

Outra coisa, observei que no lugar de Q3, estava um TIP31 ao invés de 41, coloquei o TIP41 para ficar igual com o Q5 e ai os dois estão esquentando mesmo sem o pré-amplificador.

Devo realizar ainda o procedimento que vc pediu ou vamos mudar de estratégia?

Desculpe as trapalhadas.[/quote]

[MOR_AL]

...
Devo realizar ainda o procedimento que vc pediu ou vamos mudar de estratégia?

Desculpe as trapalhadas.

Claro! Aguardo as medições. Vamos chegar lá!
MOR_AL

[ÁgioFelipe]

1 - Meça a tensão sobre R13. Quanto deu?
0v
2 - Meça a tensão sobre R3. Quanto deu?
8,8v
3 - Meça a tensão sobre R2, positivo na base de Q1. Quanto deu?
0v
4 - Confirme que R3 e R4 valem 6k8. Não meça, apenas verifique os valores no corpo dos resistores. Valores?
Confirmado, 6k8 para os dois
5 - Idem para R5. Valor?
Confirmado, 680.
6 - Idem para R16 e R17. Valores?
R16 - COnfirmado, 3k9
R17 - Estava errado, também vale 3k9
7 - Meça +V e -V. Valores?
+18 e -18V
8 - Com o voltímetro sobre o resistor que substitui o falante (positivo em R6/R7), curto-circuite a junção BE de Q2 e meça a tensão. Seja rápido para não queimar Q5, mas meça com cuidado. A tensão foi de quanto para quanto?
de 0 para -3,5V
Com esses valores acho que dá para se ter uma boa idéia do que está ocorrendo.

9 - Você disse que o amplificador foi muito mexido! Poderia algum resistor ter tido o seu valor alterado? Principalmente R3, R4 ou R5?
Algum sim, mas esses de certeza não

[MOR_AL]

Acho que estou começando a entender o que está ocorrendo. P%##@ até que enfim.
Fiz uma simulação do amplificador com os valores do circuito que você postou.
Coloquei 8 ohms no lugar do falante e 2Vpp em 1kHz na fonte de sinal, na entrada do amplificador.
Quando simulo a tensão que aparece no falante (8 ohms), veja o que ocorre:

Apesar de ser alimentado com + e - 18V, o sinal não cai abaixo de -2V e começa a cortar em 7,3V.
Aí tem dois problemas.
1 - O restante de tensão, entre o sinal no falante e + e - 18V, fica nos transistores Q3 e Q5. Principalmente em Q5, ficam 18 - 2 = 16V, que multiplicado pela corrente que passa nele, dá uma boa potência. Por isso é que esquenta mais Q5 que Q3.
2 - Q3 também esquenta, porém menos, pois a diferença sobre ele é menor 18 - 7,3 = 11,7V.
3 - Como esse amplificador já funcionou antes, concluo que algum componente está com o valor diferente do original. Não que esteja alterado, poderia até ser, mas que colocaram (resistores) com outro valor.
Outra hipótese é que o valor original das fontes eram menores. Simulei com +12V e -12V e também com +15V e -15V. Não houve melhora na forma de onda. Só piorou.

Alterei o circuito para este aqui.



Forcei um sinal maior na entrada para ver em que tensões ocorre a saturação. Pode verificar que agora estão simétricas e com muito maior excursão.

4 – Substituí Q2. Aliás normalmente é transistor do tipo BCxxx. Com o BD136 o ganho é menor e a forma de onda não fica boa. Com um BCxxx, o ganho é maior, melhorando a forma de onda na saída.
5 - Melhorei também a forma de onda, aumentando um pouco o valor de R5. Agora a corrente em Q1 e Q7 estão casadas. Isso melhora a distorção harmônica.
6 - Reduzi a corrente quiescente nos transistores de saída, pela inclusão de dois resistores em série com D1 e D5. Pode colocar apenas um com 68 ohms. Observe que não há mais a conexão na junção D2/D4 com o falante. Na minha simulação, isso provocava uma sobredissipação nos transistores de saída.
7 – Quando se aplica o maior sinal na entrada, cerca de 1,8Vpp, a potência no falante, DE 8 OHMS, é maximizada. As potências dissipadas nos transistores ficam bem melhor:

Q3 = 3,7W @ máx sinal no falante 8 ohms
Q5 = 3,7W @ máx sinal no falante 8 ohms
Q4 = 47mW @ máx sinal no falante 8 ohms
Q6 = 40mW @ máx sinal no falante 8 ohms

8 - Observe que a máxima dissipação nos transistores ocorre quando a potência no falante é menor, por isso dê um desconto. Acho que Q4 e Q6 não precisam de dissipador.
Finalmente!!!
9 – ISSO É APENAS UMA SIMULAÇÃO!!! NÃO É O QUE OCORRE NA PRÁTICA. PODE ATÉ SER ISSO MESMO. SE VOCÊ DECIDIR ALTERAR SAIBA QUE É POR SUA CONTA E RISCO.
Acho que fiz a minha parte.
Boa sorte.
MOR_AL