Le problème est que votre signal de retour provient du mauvais endroit.

Figure 1. Boucle de retour corrigée . (Rouge = supprimer, vert = ajouter.)

Dans votre mise en page d'origine, le signal de retour surveille la sortie de l'ampli-op mais n'a aucune idée de ce qui se passe à la charge, où cela compte. Si le circuit fonctionne, la tension à RL2 serait la même que celle de la broche 3. Je pense que si vous la mesurez, vous constaterez qu'elle est hors de 0,7, la chute de tension de l'émetteur-base de Q2.

Au lieu de cela, prenez la rétroaction de la jonction des émetteurs de Q1 et Q2. L'ampli op corrigera maintenant jusqu'à ce que ce point soit au même potentiel que la broche 3.

Notez que cet arrangement peut être problématique dans certaines situations (amplificateurs audio push-pull, par exemple, car le pour passer du sourcing courant de base pour Q1 au courant de base descendant de Q2, l'amplificateur opérationnel doit soudainement passer de +0,7 V à -0,7 V.Pour résoudre ce problème, un agencement de polarisation est utilisé pour faire passer un "courant de repos" pour maintenir légèrement les deux transistors près de ce point. Cela n'a peut-être pas d'importance dans votre application.

La simulation échoue parce que vous utilisez un comparateur plutôt qu'un ampli opérationnel.

Le comparateur n'est pas stable à gain unitaire et il a une sortie à collecteur ouvert, ce qui signifie qu'il ne peut pas fournir de courant et s'il le pouvait, il oscillerait.

Utilisez un ampli opérationnel tel qu'un LM358 et cela fonctionnera, mais il serait préférable de renvoyer à partir de la sortie (émetteurs à transistors) plutôt que de la sortie de l'amplificateur opérationnel.Il y a peu de risque d'instabilité à moins que vous n'ayez une très grande capacité de charge, car les transistors n'ont pas de gain de tension.

Un problème flagrant dans votre exemple est que vous n'avez fourni aucun biais pour vos BJT. Ils ont chacun besoin d'un \ $ V_ {be} \ $ pour opérer dans leur région active et relier les bases ensemble signifie que cela ne se produira pas. Leurs émetteurs sont alors pour la plupart «flottants». Vous devez donc commencer par fournir une polarisation raisonnable.

Un moyen très peu coûteux de faire cela est de séparer les bases en utilisant deux diodes qui sont elles-mêmes polarisées en direct et fonctionnent. (Vous «espérez», pour l'instant, que les deux diodes fournissent une différence suffisante pour fournir cette polarisation.) Une résistance peut fournir un peu de courant à ces diodes. Mais vous en aurez besoin de deux dans ce cas, pour placer les diodes à peu près au milieu et aussi pour que les deux bases ne soient pas liées à leurs collecteurs. Ces deux résistances, dans mon premier exemple, ce sont \ $ R_3 \ $ et \ $ R_4 \ $, devraient être de la même valeur pour faire cela.

Vous devez vous assurer qu'il y a suffisamment de courant circulant via la chaîne \ $ R_3 \ $, \ $ D_1 \ $, \ $ D_2 \ $, \ $ R_4 \ $ de sorte que siphonner une partie de celle-ci pour conduire soit \ $ Q_1 \ $, soit \ $ Q_2 \ $ trop bouleversé la mi-parcours. En partie, cela est résolu en rendant \ $ R_3 \ $ et \ $ R_4 \ $ suffisamment bas. En partie, cela est résolu dans ce premier circuit en ajoutant \ $ C_1 \ $ et \ $ C_2 \ $, pour aider à stabiliser les changements dépendant du temps. (Dans le deuxième circuit, l'ampli op fait cette corvée.) Les valeurs que j'ai données pour les condensateurs ne sont qu'une supposition éclairée. Un vrai design trouverait un moyen de mieux les quantifier. Il en va de même pour \ $ R_3 \ $ et \ $ R_4 \ $, qui bien sûr doivent être conçus en tenant compte de vos courants de base BJT maximum.

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

Le schéma ci-dessus comprend également des résistances d'émetteur. Ils aident à régler et à stabiliser le courant de repos, à permettre une certaine détection de courant pour la protection contre les surcharges et à éviter l'emballement thermique. La discussion devient cependant complexe, car elle commence par discuter des questions de l'importance (ou non) du courant de repos et finit par se rendre compte qu'il s'agit davantage de la tension à travers le \ $ V_ {be} \ $ et / ou résistance d'émetteur. La mise au point atteint alors le point de croisement optimal. Et franchement, je ne pense pas que je veuille entrer dans tout ça ici. Alors laissez-moi juste dire que vous pouvez "jouer" un peu avec les valeurs et voir ce qui fonctionne pour vous. Mettez simplement quelque chose dans votre circuit pour pouvoir jouer avec les valeurs. Vous ne voulez pas qu'ils chutent trop de tension. Mais quelques. Peut-être essayer quelque chose qui est entre 2 et un facteur 10 de plus que la tension \ $ \ frac {kT} {q} \ $ d'environ 26-30mV comme point de départ?

Quoi qu'il en soit, si vous ' J'ai fait quelques aménagements pour ces résistances d'émetteur, vous pouvez toujours les court-circuiter. Cela peut être très bien pour vous de faire cela. Mais au moins, vous avez un endroit où aller pour remédier à un «problème» observé si vous laissez de la place pour eux ici. Je n'ai pas pensé à ma valeur de 10 \ $ \ Omega \ $.

Maintenant, pour le cas opamp.

simuler ce circuit

L'ajout de l'amplificateur opérationnel permet d'abandonner les deux condensateurs précédents (utilisés pour une certaine stabilité dynamique.) Il gérera les changements dynamiques de charge et effectuera des ajustements pour faire face aux variations de charge de la base des transistors. Dans ce cas, vous voulez que vos commentaires négatifs proviennent du nœud réel que vous voulez sous contrôle. Ceci est votre nœud VGND. Vous ne voulez pas contrôler la tension centrale de vos deux diodes. Vous voulez contrôler votre VGND et laisser l'opamp déterminer le reste pour vous. C'est donc de là que viennent vos commentaires négatifs. Le nœud positif va à un diviseur de tension. Vous voulez que les résistances soient aussi proches de la même valeur que vous pouvez gérer, clairement. Je viens d'utiliser 10k parce que vous l'avez fait et ce n'est pas une mauvaise valeur à utiliser.

De plus, vous pouvez connecter la sortie opamp à la base \ $ Q_2 \ $ à la place, ou à la base \ $ Q_1 \ $ à la place . Ou au milieu des deux diodes, comme illustré. Cela n'a pas vraiment d'importance ici, car ces trois nœuds sont bien dans la plage de tension de sortie de l'amplificateur opérationnel et les diodes «s'empilent». Ce n'est donc pas important. J'ai utilisé le point médian des diodes car il ressemble plus au premier schéma. (En raison de l'expérience passée, je pourrais choisir la base de \ $ Q_2 \ $ simplement parce que cela me rappelle davantage où le VAS contrôle les choses dans un amplificateur audio plus habituel.)

Vous pouvez envisager un \ $ V_ {be} \ $ multiplicateur entre les bases au lieu de deux diodes comme indiqué afin que vous puissiez ajuster la tension entre les bases pour un fonctionnement optimal. Ceux-ci sont construits à partir d'un BJT et de certaines résistances et vous permettent de bricoler la dispersion de polarisation entre les bases de \ $ Q_1 \ $ et \ $ Q_2 \ $. Les diodes illustrées peuvent ne pas suffire, bien qu'elles fonctionnent généralement bien. Mais différentes diodes se comportent différemment et il est théoriquement possible (alors que les coefficients d'émission typiques pour les diodes par rapport aux BJT rendent cela improbable) que vous choisissiez des diodes qui ne vous mèneraient pas où vous le souhaitez.

Je ne le ferai pas. insister sur cela, sauf pour présenter un diagramme de ce à quoi on pourrait ressembler:

^{simuler ce circuit}

Ce qui précède, comprenant \ $ R_7 \ $, \ $ R_8 \ $, \ $ R_9 \ $, et \ $ Q_3 \ $, remplace les diodes. Les valeurs affichées pour \ $ R_7 \ $, \ $ R_8 \ $ et \ $ R_9 \ $ n'ont absolument aucun sens, dans l'exemple. Vous devez en fait les calculer. Mais \ $ R_8 \ $ et \ $ R_9 \ $ définissent l'écart de tension et \ $ R_7 \ $ compense l'effet Early dans \ $ Q_3 \ $. Je pourrais vous dire comment calculer tout cela, mais à moins que vous n'ayez vraiment besoin d'y aller, je resterai bref.

[Edit: De plus, le tempco peut être important. Le \ $ V_ {be} \ $ de \ $ Q_1 \ $ et \ $ Q_2 \ $ change beaucoup avec la température (pas rare à proximité de \ $ \ frac {-2,2mV \ pm 0,2mV} {^ \ circ C} \ $ après tout est dit et fait avec les tempcos Ebers-Moll et \ $ I_s \ $.) Donc, le travail consiste à obtenir une sorte de polarisation qui tente de maintenir le courant de repos moins dépendant de la température. Cela peut impliquer un collage thermique des diodes, ou bien le multiplicateur BJT de \ $ V_ {be} \ $, à \ $ ​​Q_1 \ $ et \ $ Q_2 \ $. Les stratégies exactes abondent.]

La sortie de l'opamp serait probablement définie sur le nœud où se trouve la base de \ $ Q_2 \ $, comme indiqué.

(Vous pouvez aussi allez simplement acheter un TLE2426.)

Vous écrivez que vous êtes satisfait de 10,8 V lorsque vous tirez du courant du rail positif. Tu ne devrais pas. Vous vous attendez à 12 V, car le sol virtuel est en plein milieu. La différence vient de la tension base-émetteur de Q1. Cela peut être compensé en dérivant la rétroaction à partir d'un point différent, comme l'a souligné Transistor. Avec sa modification, vous obtiendrez 12V sur la charge.

Mais cela ne résout pas la question que vous vous posez: pourquoi cela ne fonctionne-t-il pas du tout lorsque vous tirez du courant du rail négatif. La réponse est que cela ne fonctionne pas car vous n'avez pas utilisé d'amplificateur opérationnel. Le LM293 est un comparateur avec sortie à drain ouvert. Il absorbe le courant, mais ne le fournit pas. Remplacez-le par un véritable amplificateur opérationnel, comme le TL081 qui a été mentionné dans une autre réponse, et vos problèmes ont disparu.

Si vous voulez également un bon comportement dynamique, vous devrez également polariser les bases des transistors comme montré dans les schémas de Jonk.

Edit: J'ai écrit 12V parce que j'ai négligé la diode de protection D3. En tenant compte de cela, vous ne pouvez vous attendre qu'à 11,7V bien sûr.

Et quelque chose comme ça? Ce circuit n'utilise qu'un seul transistor.Le sol virtuel sera au collecteur.

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab sup>}

MISE À JOUR:

Cela dépend exactement de ce que vous voulez réaliser.Si vous voulez créer une source de ± 12 V à partir d'une batterie 24 V et que vous voulez charger des charges à peu près égales sur les deux rails (disons que vous voulez avoir une charge d'environ 1 A sur le rail + 12 V et une charge d'environ 1 A sur le rail -12 V), ce sera suffisant.

Mais si vous voulez avoir des charges très différentes sur ces rails, la différence devra être dissipée dans ce transistor.Disons que vous voulez charger 1A de + 12V et 1mA de -12V, ce transistor devra dissiper 12W de chaleur!Dans ce cas, il serait peut-être préférable de créer une source de commutation au lieu de cette solution simple basée uniquement sur des transistors.