Nagy teljesítményű erősítők - studopediya
A teljesítmény erősítő - ez az erősítő, ahol a kimenő teljesítmény a felerősített jel hasonló a áramellátás, hogy a kimenő áramkör az erősítő az áramforrásról. A kimeneti teljesítmény ebben az esetben hasonló a megengedett legnagyobb leadott teljesítmény elektronikai eszközök, és az amplitúdója kimeneti feszültség és az áram összehasonlítható a legnagyobb megengedett értékeket. Tól erősítők megszerzéséhez szükséges nagy teljesítményű, hogy a terhelés nagy hatásfoka, amely magában foglalja a használata nagy, legnagyobb megengedett feszültségek és áramok, de ez nem akadályozza meg a torzítás a kimeneti hullámforma.
Elemzés fő kapcsolatok az erősítő lehet elvégezni a kimeneti jellemzői a tranzisztor, amely általában jellemzi a megengedett értékeket
teljesítmény, feszültség és áram a kimeneti áramkör, azaz a.
On ris.12.3. Ez egy diagram a legegyszerűbb együtemű teljesítményerősítő és kimeneti tranzisztor jellemzőket MA, ami megengedhető távvezeték. korlátozza a megengedett értékek áram és a feszültség.
Terület vonal által határolt Pk.dop. Ez lehetővé teszi a használatát egy tranzisztor nélkül hiba. Jellemzően a maximális pillanatnyi áram- és feszültség határérték
Osztályú üzemmódban A. Ebben az üzemmódban az áram a kimeneti áramkör aktív elem fordul elő a bemeneti időszakban. A helyzet a működési pontot úgy választjuk meg, hogy az amplitúdó a változó kimeneti áram komponenst. megjelent eredményeként az akció a bemeneti jel nem haladja meg a nyugalmi áram. (Ábra. 12,65).
Ez lehetővé teszi, hogy a tranzisztor dolgozni a lineáris tartományt CVC. Ebben a tekintetben, nemlineáris jel torzulását alacsony (Cg £ 1%). A maximális érték a hatékonyság ebben a módban kicsi, az ellenállás az erősítő.
V. osztályba az aktuális üzemmód az aktív elem a kimeneti áramkörben folyik egy fél időszakra a bemeneti jel. A működési pont a IV jellemző van megválasztva, hogy a nyugalmi bemeneti áram nulla (ábra. 12.7.). Ebben az esetben a bemeneti és kimeneti áramok impulzus alakja egy cut-off szög 90 °.
Cutoff szöge - időszak felének, radiánban vagy fokban, amelynek során a tranzisztor nyitva van, és áram folyik rajta keresztül.
Mivel a nemlinearitás a kezdeti része az aktív elem CVC formában a bemeneti és kimeneti áramok lényegesen eltérő alakja megfelel a lineáris elemnek (ábra. 12.8.).
Ahhoz, hogy fokozzák a másik fél-hullám bemeneti jel egy másik tranzisztor, ún push-pull erősítő. Mode osztály jellemző a nagy nemlineáris torzítás jelet (Cg £ 10%) okozott a nemlineáris működését a kezdeti része a tranzisztor áram-feszültség és nagy hatékonyságú. Maximális hatékonyság értéke 78%.
AB osztályú üzemmódban. Az áram a kimeneti áramkör aktív elem ideig végezzük, több mint a fele időszakban a bemeneti jel. cutoff szög eléri 120¼150 °.
A többi üzemmódban tranzisztor szétvált, és áram folyik át rajta egyenlő 5¼15% a maximális áram egy adott bemeneti jel (ábra. 5.4). Ez csökkentésére használják torzítást rejlő nemlineáris rendszer B osztályú harmonikus együttható csökken (Cg £ 3%), de csökken a hatékonyság jelenléte miatt a többi bemeneti áram IB0.
Osztály C mód - ez a mód az aktív elem (tranzisztor), amelyben az áram átfolyik a tranzisztor alsó felében a bemeneti jel időbeli (ábra.). cutoff szög kisebb. és a nyugalmi áram nullával egyenlő. Mivel több mint a fele a munkaidő tranzisztor zárva van, az elfogyasztott energia áramforrásról, csökken, így a hatékonysága szakaszban növekszik, megközelíti a 100%.
A csökkenés tapasztalható a magasabb harmonikusok a jelenlegi cut-off szög pulzus emelkedik a szint az első harmonikus. Ezzel kapcsolatban nagy nemlineáris torzítások C osztályú üzemmódban nem használatos hang frekvenciasávban erősítők és használják nagy teljesítményű kétütemű erősítő állapotok rádió rakják a rezgőkör és biztosítja a terhelési áram az első harmonikus.
mód D osztályú - kifejezés olyan üzemmód, amelyben a tranzisztor csak két állapotban: nyitott vagy zárt. Ha zárva van, a tranzisztor átfolyik egy kis fordított áram, az elektromos ellenállás nagyon nagy, a feszültségesést ez nagyjából megegyezik a tápfeszültség forráshoz. Nyitott állapotban a tranzisztor folyik egy nagy folyó, az elektromos ellenállás nagyon kicsi, kicsi, és a feszültségesés rajta. Ebben az összefüggésben, a veszteség a tranzisztor egy D osztályú üzemmódban és elhanyagolható kaszkád hatékonyság 100% -ot megközelítő.
Így az erősítő mód határozza megadásával munkapontjára aktív elem a készenléti üzemmódban. Az A osztályú üzemmódban, a tranzisztor nélkül működik cutoff aktuális minimális harmonikus torzítása. Az AV módban, B, C, D tranzisztor működik cutoff aktuális.
Általában az erősítő hatékonyság aránya határozza meg a hasznos teljesítmény a teljesítmény fordított áramforrásból. Határozza meg a lehető legnagyobb hatékonyságot a teljesítményerősítő működő osztályú üzemmódban
Abban az esetben, a harmonikus jel erősítés:
ahol Um, ke. Im, hogy amplitúdója a feszültség és áram. A teljesítmény fordított áramforrás által feszültség határozza meg a termék az E k és a jelenlegi Ik a konstans komponenst, o. folyik a kollektor kör:
Így a hatásfok értéke:
Ahol - - kihasználtsága tápfeszültség;
- Ez jelenti az arány a amplitúdója az első harmonikus kollektor áramának az állandó összetevőt. Nyilvánvaló, maximális hatékonyság (100%) kapjuk meg. Ha a maximális kihasználása a lineáris szakasz
ezért. és a tökéletes erősítő üzemmódban az „A” osztályba sorolt
A valós teljesítmény erősítők lineáris része bemeneti és kimeneti jellemzői a nemlineáris korlátozott felső és alsó, így az igazi.
Hatékonyságának növelése érdekében az „A” osztályú módban érhető növelésével. például növeli az amplitúdó a kimeneti feszültség segítségével egy kapcsoló transzformátor terhelést.
Ebben az esetben, egy állandó kollektor áram folyik csak a primer tekercs egy transzformátort, amelynek DC ellenállás (ohmos ellenállása a primer tekercs) nagyon kicsi összehasonlítva az impedancia váltakozó áram. Ebben az esetben a maximális amplitúdója a feszültséget a kollektor ideális esetben az értéke Ek. azaz kihasználtsága tápfeszültség. és maximális hatékonyságot ezen idealizáció
Egy további hatékonyság növelése csak akkor lehetséges növelésével. Ez arra utal, nemlineáris tranzisztor működése belépését a területre a jelenlegi építménnyel. Egy gyakorlati megvalósítása ezzel a módszerrel a push-pull erősítő áramkör, például egy B üzemmód, amelyben a tranzisztorok működnek vágási szögben # 61553; 90 = 0 ellenfázisban.
Ellenütemű kapcsolóüzemű áramkörök működő AB módban, és lehetővé teszi, hogy magas hatásfok kellően kis nem-lineáris torzulások. Ez azzal magyarázható, tulajdonát push-pull áramkör kompenzálni páros harmonikusok.
Push-pull áramkör működő állapotban B lényegesen a hatékonyság akár 75% harmonikus torzítás Kg = (6 ¸ 10)%. Költség Ezen módok miatt jelentős csökkenése az üzemi pont csökkentésével vágási szög a nyugalmi áram. Az AV módban cutoff szög Q = (105 ¸ 110) °. B-módban Q = (95 ¸ 100) °.
Az AV módban (. 5.5 ábra), az eltolás feszültség képződik RT ellenálláson átadásával rajtuk DC összetevőjét kollektor áramának VT1 :.
Annak biztosítása érdekében, a stabilitást a működtetési pont változás hőmérséklet a végfokozat tranzisztorok alkalmazunk Rt termisztor egy negatív hőmérsékleti együtthatója ellenállás, és helyezze a radiátorok ezen tranzisztorok.
Ábra. Ábra 12.10. 12.11
A legjobb eredményeket akkor kapjuk, a használatát egy elem hőmérséklet kompenzáció félvezető eszközök (ld. 12. 10). Ez alapján a hőmérséklet-függését a határidős ág VAC p-n-átmenet, amelyet az jellemez, egy negatív hőmérsékleti együttható (körülbelül # 8209; 2.2 mV / ° C szilícium eszközök), és lehetővé teszi, hogy végezzen egy ideális esetben egy teljes kompenzációs hőmérsékleti drift többi farokáramot tranzisztorok.
Továbbá, a dinamikus kis ellenállású p-n-átmenet tranzisztorok biztosít azonos gerjesztési feltételek. Kívánt értéket Ub alkalmazásával állítjuk elő sorba kapcsolt több diódák.