eindtorren parallel

Hoi,

Ik ben bezig met een audio versterker ontwerpen en heb gekeken naar enkele andere (PA) audio versterkers.
Om voldoende stroom te leveren aan de output zie ik in andere ontwerpen transistors parallel geschakeld. Ik bedoel niet een darlington schakeling, maar echt collector aan collector etc.
Nu riep dit mij enkele vragen op:
Mag dit zomaar in elke eindtrap?
Levert dit geen problemen op omdat er altijd spreiding zit op de transistors waardoor 1 veel meer gaat geleiden als de ander?
Edit: De zelfde vraag geldt of dit mag bij een simpele IC versterker. Bijvoorbeeld een TDA7293.

M.v.g. Harm

Het kan problemen opleveren, tenzij het om uitgezochte exemplaren gaat. Als die gematched zijn kan met voordeel, want dan kunnen de 'egaliseer' weerstanden eruit. Zoiets is ook te testen door de stroom per parallel geschakelde transistor te meten.
Een gewone hfe meter werkt niet bij het matchen van powertransistors wegens te lage meetstroom.

Om de spreiding te bestrijden worden in dit soort schakelingen de collectors aan elkaar en de basissen aan elkaar geknoopt. De emittoren krijgen ieder een eigen weerstand waarover bij volle stroom ca 1V valt.
Zie schema's van groter dan 20A (lab)voedingen. De stroomversterking van tig parallelle transistoren is gelijk aan de stroomversterking van één transistor.
Je TDA7293 moet dus wel de benodigde basisstroom kunnen leveren.

Dank voor de reacties. Met de emitterweerstanden wordt vooral bedoeld vermogensweerstanden neem ik aan van bijvoorbeeld 0,22 of 0,33 Ohm?

Dat is correct. Bij gebruik van 0,22Ω loopt bij 1V ca 4,5A. Deze weerstand moet dus 5W zijn. (Of minder als de 5A een piekstroom is.)

Matchen werkt niet. Er is altijd een minimaal verschil. Een transistor wordt iets warmer, geleidt beter waardoor deze de meeste stroom krijgt, wordt nog warmer etc.

De emitterweerstanden werken wel, maar: let op dat je absoluut inductie-arme gebruikt als je een kwaliteitsversterker bouwt. Anders heb je een spoel in de emittertegenkoppeling die blokgolven behoorlijk aan zal pakken. Om maar niet van verminderde stabiliteitreserve van je overall tegenkoppeling te spreken. Hou draden kort en zet de weerstanden bij de eindtorren.

Op 18 februari 2015 23:01:36 schreef Hoeben:
Matchen werkt niet. Er is altijd een minimaal verschil.

Ik heb hier twee TIP142 even parallel gezet zonder emittorweerstanden en een voeding aangesloten. De TIP's komen uit dezelfde batch.
Met een 4A belasting verdelen ze keurig ieder 2A. Meer kan de voeding niet leveren.
Als ik de spanning terug draai, gaan ze ook beide gelijk op qua stroom.
Twee ongematchte Darlingtons! Heb ik nou geluk of praat iedereen elkaar na ivm die enorme 'spreiding'?

Matchen werkt wel, maar exact gelijk is meestal een zeldzaamheid (ook binnen een batch), dus emitterweerstanden blijven nodig, maar kunnen kleiner dan met ongematchte torren.

Op 19 februari 2015 18:29:06 schreef RAAF12:
Met een 4A belasting verdelen ze keurig ieder 2A. Meer kan de voeding niet leveren.

Twee ongematchte Darlingtons! Heb ik nou geluk of praat iedereen elkaar na ivm die enorme 'spreiding'?

Het probleem is hierboven al beschreven: Thermal runaway. Dat gebeurt als je ze gebruikt in een gebied dat ze "warm" worden. (elektrisch gebied, niet plek-op-de-wereld). Boven een bepaalde grens (i.e. weinig marge t.o.v. de maxima") gaat het fout.

Ik praat iedereen na. Net zoals het niet mogelijk is om ledjes parallel te zetten. Toch gebeurt dat vaak genoeg zonder al te grote problemen. Misschien zijn de huidige transistoren van een betere kwaliteit dan laten we zeggen 30 à 40 jaar terug. Bij een kleine spreiding en een goede thermische koppeling heb je uiteraard minder kans op thermal runaway. Toch denk ik dat je een verhoogd risico loopt. Als er eentje vandoor gaat, dan gaat hij ook.

@RAAF,
Vraagjes
Hoe lang heb jij je transistoren belast?
Hoeveel vermogen verstookte je in de transistoren?

[Bericht gewijzigd door ohm pi op (11%)]

De TIP's zitten op een AMD CPU koelblok met fan en dat kan normaliter zo'n 60W aan warmte afvoeren. Heb het op deze locatie niet bij de hand maar zal er even verder aan meten.

Als je ze zwaar belast gaat het mis. Het werkt echt niet. Er zit altijd wel wat weerstand in de emitter op de chip en in de aansluitingen, dus wat stroomverdeling krijg je wel, vooral als je eea thermisch gekoppeld hebt. Maar als je ze zwaar belast (meer dan de max stroom van 1 tor) kan het wel zeker mis gaan.

Waar matchen wel nut heeft is bijvoorbeeld links en rechts dezelfde eigenschappen te hebben. Of bovenin en onder een eindtrap dezelfde eigenschappen te hebben.

Ik heb hier twee TIP142 even parallel gezet zonder emittorweerstanden en een voeding aangesloten. De TIP's komen uit dezelfde batch.
Met een 4A belasting verdelen ze keurig ieder 2A. Meer kan de voeding niet leveren.
Als ik de spanning terug draai, gaan ze ook beide gelijk op qua stroom.
Twee ongematchte Darlingtons! Heb ik nou geluk of praat iedereen elkaar na ivm die enorme 'spreiding'?

Hoe heb je dit gemeten, met 2 amperemeters in serie met de emittors ? Dan heb je in feite toch 2 emittorweerstanden aangebracht !

Op 19 februari 2015 20:41:15 schreef ohm pi:
Misschien zijn de huidige transistoren van een betere kwaliteit dan laten we zeggen 30 à 40 jaar terug.

Helaas, thermal runaway heeft niets met de kwaliteit van een transistor te maken maar is een fundamentele eigenschap.

Op 20 februari 2015 09:32:03 schreef murphy:
[...]

Hoe heb je dit gemeten, met 2 amperemeters in serie met de emittors ? Dan heb je in feite toch 2 emittorweerstanden aangebracht !

Yep, de shunt in het A bereik van de beide meters, volgende stap is zonder meters in serie en de warmte aan beide exemplaren meten. To be continued!

Tot het totale vermogen ongeveeranderhalf keer wat 1 tor maximaal aankan is, gaat het goed. Ergens tussen 1.5 en 2.0 gaat het fout.

Op 20 februari 2015 12:48:21 schreef RonV:
[...]
Helaas, thermal runaway heeft niets met de kwaliteit van een transistor te maken maar is een fundamentele eigenschap.

In dit geval bedoel ik de spreiding in eigenschappen van transistoren. (Kleine spreiding = hoge kwaliteit = minder kans op thermal runaway)