¿Se puede utilizar un diodo zener con una mayor disipación de potencia en lugar del original en un amplificador de audio?

Question

Tras mi Marantz PM-68 pregunta sobre la reparación Me gustaría cambiar un diodo zener defectuoso utilizado en la etapa de amplificación.

No entiendo muy bien el propósito de este diodo, pero supongo que se utiliza para algún tipo de acoplamiento entre las partes positivas y negativas de la señal de audio.

He echado un vistazo a la manual de servicio pero no pude encontrar el reemplazo exacto para este diodo ( BZX79C3V6 ). El chico de mi tienda local de electrónica me vendió un BZX85C3V6 diodo, que tiene una potencia de disipación mayor que el original (1,3W en lugar de 0,5W). Me dijo que esto no sería un problema.

¿Crees que es seguro usar el diodo que me vendió? ¿Crees que podría cambiar la precisión de la señal de audio?

Aquí está el diodo del que hablo:

Answer 1

El zener de mayor potencia hará el mismo trabajo.

Como ha dicho Jot, la función de los zeners es proporcionar protección. El zener de mayor potencia alcanza su tensión nominal a una corriente mayor que el de menor tensión (60 mA frente a 5 mA), por lo que en caso de fallo la tensión aumentará más con el zener de mayor potencia, pero la función de protección funcionará "más o menos igual".

Los zeners tienen un valor nominal de 3,6V pero el diagrama muestra que las bases de los transistores suelen estar a 1,6 VDC - y el zener está en serie con un diodo 1N4148 que añade unos 0,6V al voltaje del zener - así que el zener suele estar lejos de ser conductor.

Si ese zener se ha fundido, sugiere que puede haberse producido un pico de tensión importante. El anterior 2SA 1360 (componente 7266) y quizás el 150R (3294) también pueden estar dañados. Si lo están, entonces lo que causó el pico o la alta tensión continua puede estar todavía presente. **Si el circuito acepta energía sin que se funda algo, yo sugeriría medir todos los voltajes que se muestran a la izquierda del condensador 2268 para ver si alguno está "fuera de lugar". Pero, es bastante probable que sea más complejo que eso ....

Como el circuito tiene retroalimentación negativa aplicada (a través de 3286 / 27k) el funcionamiento de todo el circuito tiene que ser correcto para que los voltajes correctos se apliquen en cualquier lugar. Así que, por ejemplo, un transistor de salida en cortocircuito podría hacer que el zener se quemara cuando el cortocircuito de salida hace que la etapa de entrada vaya "al carril" y proporcione un exceso de tensión al zener. SI la etapa de salida está en fallo, entonces conectar a tierra el lado izquierdo del 3286 / 27k simula una salida cero con la salida a 0 VDC. Esto DEBERÍA causar que todos los voltajes hasta el fallo sean correctos como se muestra en el diagrama (para un rango desconocido de valores de "debería" :-).

Esta puesta a tierra de la base de 7254/2SC2240 funciona (con suerte) porque los transistores 7242 / 7254 forman un amplificador diferencial de "par de cola larga", que tiene salida cero cuando sus dos entradas están a igual potencial. Como la base del 7252 se mantiene a tierra DC por 3258/27k, y sin entrada de audio a través de la entrada en el extremo izquierdo (nombre y tamaño del condensador truncado) entonces 0 VDC en ambas bases corresponde a la entrada cero y todos los voltajes DEBERÍAN ser como se muestra.

Se pueden hacer más comentarios - dependiendo de la respuesta que se reciba a esta respuesta.

Answer 2

Esa estructura alrededor de los diodos zener es una etapa de amplificación de clase AB estándar. Aquí hay un esquema simplificado que muestra el principio. Tomé prestada la imagen de este sitio .

Fíjate en las dos pilas de Vbias (o fuentes de tensión), son necesarias para que los transistores funcionen en el punto de polarización adecuado.

Aquí la señal se aplica "en el medio" entre ambas baterías, en el esquema de tu Marantz la señal se aplica en ambas bases de los transistores. Para el funcionamiento del circuito eso no hace mucha diferencia ya que siempre habrá 2 * Vbias entre ambas bases.

En el circuito de Marantz hay resistencias de emisor que no están presentes aquí.

Es cierto que estos hacen que la corriente de polarización sea menos dependiente del valor preciso de Vbias. En mi circuito principal, si Vbias se incrementa ligeramente, la corriente de polarización (corrientes de colector de los transistores) aumentará más que ligeramente ya que Ic responde de forma exponencial a Vbe. Añadir resistencias en serie con los emisores hace que ese comportamiento sea mucho menos "violento". Entonces un ligero aumento de Vbias sólo provocará un ligero aumento de la corriente de polarización.

En el circuito de Marantz las fuentes de Vbias se implementan con un diodo zener en serie con un diodo de silicio estándar. Esto se hace probablemente para el comportamiento de la temperatura, el diodo de silicio tendrá el mismo comportamiento de la temperatura como el Vbe del transistor por lo que la corriente de polarización se vuelven menos dependientes de la temperatura.

El diodo zener no es tan crítico, mientras haga una caída de tensión del voltaje correcto el circuito funcionará. Así que el uso de un diodo zener para una mayor potencia no debería ser ningún problema, todavía caerá alrededor de 3,6 V, igual que los diodos zener originales.

La señal de audio no debería verse afectada por esto, ya que este amplificador utiliza retroalimentación (resistencia 3286) para minimizar las distorsiones.

Así que sí, está perfectamente bien utilizar diodos zener de 3,6 V y 1,3 W como reemplazo.

Editar:

En realidad la implementación es un poco diferente, como Jot comentó correctamente, los diodos zener son sólo para protección , ellos limitar el valor máximo del valor de Vbias (evitar que sea demasiado grande). El valor real de Vbias es fijado por el "circuito de diodos zener" alrededor del transistor NPN 7258 (a la izquierda de esos diodos zener).

Observe las notas de +1,6 V y -1,6 V en las bases de los NPN y PNP (7272 y 7274), es decir, 3,2 V a través de dos diodos zener de 3,6 V + 2 diodos estándar: estos diodos nunca conducirán en funcionamiento normal.