Temat 11: Bus pumping, czyli od przybytku czasem głowa boli
Przewija się co chwila temat bus pumping, wiec chyba warto opisać go raz a porządnie, bo dla układów półmostkowych, czyli takich jakie do tej pory omawialiśmy, może to być istotny problem.
Na obrazku mamy stan kiedy przewodzi dolny tranzystor. Strzałką zaznaczono kierunek prądu płynącego przez dławik z filtra wyjściowego, oraz dla ilustracji równoważny mu układ z przełącznikiem (Diody na zasilaniu to np. diody prostownicze transformatora sieciowego lub przetwornicy zasilacza)
Gdy teraz wyłączymy dolnego MOSFET-a, to prąd w dławiku nie może zaniknąć natychmiast, więc musi gdzieś popłynąć. Popłynie w jedyny możliwy sposób, czyli przez diodę górnego MOSFET prosto do… kondensatora w zasilaczu dodatniej strony.
Ten prąd będzie doładowywał kondensator powodując wzrost napięcia na dodatniej stronie zasilania.
Doświadczeniu elektronicy z pewnością natychmiast rozpoznali w tej konfiguracji przetwornice step-up
Przy silnym wysterowaniu wzmacniacza, gdy prąd jest duży, a czas impulsów włączenia górnego tranzystora jest krótki (i nie ma jak rozładować górnego kondensatora), napięcie to może poważnie wzrosnąć. Szczególnie dla najniższych częstotliwości (basów), gdy czas takiego ładowania jest długi. W moim testowym układzie, przy kondensatorach w zasilaczu 2200uF, zasilaniu +/- 22V i częstotliwości 50Hz napięcie na zasilaniu wzrastało do 32V. Przy zwiększaniu częstotliwości sygnału (przy stałej amplitudzie na wyjściu wzmacniacza), napięcie „bus pumping” wynosiło już tylko ok. 26V. Nie schodziłem niżej z częstotliwością, bo obawiałem się o swój zasilacz. Ale niżej byłoby jeszcze gorzej. Czym to grozi w praktyce? Przebiciem tranzystorów wyjściowych lub kondensatorów, albo zniszczeniem zasilacza z elektroniką.
Na obrazku jest oscylogram „bus pumping” dla dwóch szyn zasilania, dla sygnału audio 50Hz, skala to 10V/działkę.
Jak widać problemu nie należy lekceważyć, szczególnie dla subwoofera, gdzie cała moc jest w paśmie niskich częstotliwości . Oczywiście jak pisał Irek, rozwiązaniem jest układ mostkowy, w którym to, co „napompuje” jedna strona mostka, z nawiązką jest „połykane” przez drugą stronę mostka. Drugim rozwiązaniem są odpowiednio duże kondensatory zasilacza, proporcjonalnie im większa ich pojemność, tym mniejsze napięcie "dopompowane" przez wzmacniacz -to zadziała jeśli mamy odpowiedni margines bezpieczeństwa napięcia kondensatorów i wzmacniacz wytrzyma to zwiększona napięcie.
Ale pełnopasmowy można zawsze wykorzystać w subwooferze 