усилвател на мощност - този усилвател, при което изходната мощност на усиленият сигнал е сравнима с мощност, подавана към изходната верига на усилвателя от източника на захранване. Изходната мощност в този случай е сравнима с максимално разрешения разсейва силови електронни устройства, както и амплитудите на изходните напрежения и токове са сравними с максималните допустими стойности. От усилватели, необходими за получаването на висока мощност на товара, с висок коефициент на полезно действие, който включва използването на големи, максимално допустимите напрежения и токове, но това не може да се предотврати нарушаването на форма на изходния сигнал.
Анализ на основните отношения за усилвател може да се извърши с помощта на изходните характеристики на транзистора, което обикновено се характеризира с максимално допустима стойност
мощност, напрежение и ток в изходната верига, т.е..
На ris.12.3. Това е диаграма, от най-простите единични краища усилвател на мощност и изход транзистор характеристики с MA, които допустим захранващата линия. ограничено от допустимите стойности на тока и напрежението.
Площ, ограничена от линия Pk.dop. Това позволява използването на един транзистор, без да му провал. Обикновено, максималните моментни стойности на изходния ток и граница на напрежението
Клас режим А. В този режим на тока в изходната верига на активния елемент се появява по време на въвеждане период. Позицията на работната точка е избрана така, че амплитудата на променлив ток на изхода компонент. се появява като резултат от действието на входния сигнал не надвишава летаргичен ток. (Фиг. 12,65).
Това позволява на транзистора да работи в линейната област CVC. В тази връзка, нелинейни изкривявания на сигнала ниско (CG £ 1%). Максималната стойност на ефективността в този режим е малък, устойчивостта към усилвателя.
Клас V. на текущия режим на активния елемент в изходната верига потоци за половин период на входния сигнал. операционна точка на IV характеристика е избран така, че покой входен ток е нула (фиг. 12.7.). В този случай на входните и изходните потоци са форма импулс с прекъсване ъгъл 90 °.
Cutoff ъгъл - половината от периода, изразена в радиани или степени, през който транзистор е отворен и ток тече през него.
Поради нелинейност на първоначалната част от активния елемент CVC формата на входните и изходните потоци от съществено различна форма, съответстващи на линеен елемент (фиг. 12.8.).
За да се подобри друго входно половин вълна сигнал, използвайки друг транзистор, т.нар лицеви издърпайте усилвател. клас режим се характеризира с големи нелинейни изкривяване на сигнала (Сб £ 10%), причинени от нелинейни операцията на началните части на транзистор ток-напрежение и висока ефективност. Максимална ефективност е на стойност 78%.
Режим клас AB. Токът в изходната верига на активния елемент възниква за време, повече от половината период на входния сигнал. изключване ъгъл достига 120¼150 °.
В транзистор режим почивка разделиха и ток тече през него равно 5¼15% от максималния ток за даден входен сигнал (фиг. 5.4). Той се използва за намаляване на изкривяване, присъщи на нелинеен режим клас Б. хармонични коефициент намалява (CG £ 3%), но намалява ефективността, поради наличието на останалата част на входния ток IB0.
режим клас С - този режим на активния елемент (транзистор), при което токът протича през транзистора в долната половина на входния сигнал в течение на времето (фиг.). изключване ъгъл е по-малък. и летаргичен ток е равна на нула. Тъй като повече от половината от времето транзистора работа е затворен, консумираната мощност от източник на енергия, намалява, така че ефективността на етапи се увеличава, наближава 100%.
С намаляването на нивата на висшите хармоници в настоящите гранични ъгъл импулсни увеличава с нивото на първия хармоник. Във връзка с големия режим нелинейни изкривявания клас C не се използва в рамките на звукови усилватели честотна лента и се използва в голяма мощност двутактов усилвател етапи радио натоварени на резонансната верига и осигуряване на товара ток на първия хармоник.
режим клас D - се отнася до режим, в който на транзистора е само в две състояния: отворени или затворени. Когато е затворен, транзисторът преминава през малък обратен ток, неговото електрическо съпротивление е голям, спад на напрежението в е приблизително равна на източника на захранващо напрежение. В отворено състояние през транзистора протича голям ток, неговото електрическо съпротивление е много малък, малък, и пада на напрежение върху него. В тази връзка, на загубата на транзистора в режим клас D и незначителна ефективност каскада наближава 100%.
По този начин, режимът на усилвател се определя чрез определяне на работната точка на активния елемент в режим на празен ход. В клас А режим на транзистора работи без прекъсване ток с минимално хармонично изкривяване. В режим AV, B, C, D транзистор работи изключване ток.
Като цяло, ефективността на усилвателя се определя като съотношението на полезна мощност на силата, изразходвано от източника на захранване. Определяне на максималната възможна ефективност на усилвателя на мощност в режим на работа клас А,
В случай на хармонично усилване на сигнала:
където Хм, ке. Im, за амплитудите на напрежението и тока. Силата, разгърнато от източник на захранване напрежение се определя от произведението на Е к и ток Ik на постоянен компонент, о. протичащ в кръгът на колектора:
По този начин, ефективността се равнява на:
Където - - използване фактор захранващо напрежение;
- Той представлява отношението на амплитудата на първия хармоник на колектор ток към постоянен компонент. Очевидно е, че максимална ефективност (100%) се получава чрез. Когато максималното използване на линейния участък
Ето защо. и за режима на перфектен усилвател клас "А" са
В реални мощни усилватели линейната част входни и изходни характеристики на нелинейността е ограничено отгоре и отдолу, така че реалното.
Увеличете ефективност в режим на клас "А" може да бъде постигнато чрез увеличаване. например, увеличаване на амплитудата на изходното напрежение с помощта на превключване трансформатор натоварване.
В този случай, постоянна колектор ток протича само през първата намотка на трансформатор с резистентност DC (омично съпротивление на първичната намотка) е много малък в сравнение с импеданс за променлив ток. В този случай, максималната амплитуда на напрежението на колектора може идеално да вземе стойността на Ек. т.е. оползотворяване фактор захранващо напрежение. и максимална ефективност при тази идеализация
Допълнително увеличение на ефективността е възможно само чрез увеличаване на. Той се предполага нелинейна операция транзистор от навлизане в зоната на текущия изключване. Практическото реализиране на този метод са лицеви издърпайте усилвател верига, например режим на В в която транзисторите работят с ъгъл на изключване # 61553; 90 = 0 в antiphase.
Push-дръпнете превключване вериги, работещи в режим на AB и ще позволи да се получи висока ефективност на достатъчно малки нелинейни изкривявания. Това се обяснява с имуществото на лицеви издърпайте схема за компенсиране дори хармоници.
Пуш-пул верига, работеща в режим на В може значително да се осигури ефективност до 75% хармонично изкривяване на килограм = (6 ¸ 10)%. Разходите за тези режими в резултат на рязкото намаляване на работната точка чрез намаляване на ъгъла на изключване на летаргичен ток. В режим AV ъгъл изключване Q = на (105 ¸ 110) °. В режим Q = (95 ¸ 100) °.
В режим AV (. Фигура 5.5), офсет напрежение оформен в резистор Rt чрез преминаване по него DC компонент на колектора ток VT1 :.
За да се гарантира стабилността на температурата на промяна работна точка на изхода етап транзистори се използват като Rt термистор с коефициент отрицателна температура на резистентност, и се поставя на радиаторите на тези транзистори.
Фиг. Фигура 12.10. 12.11
Най-добри резултати са получени чрез използване на температура елемент компенсация на полупроводникови устройства за (виж фиг. 12. 10). Тя се основава на температурната зависимост на предния клон VAC р-п-преход, който се характеризира с отрицателен температурен коефициент (около # 8209; 2.2 тУ / ° С в продължение на силиций устройства) и позволява да се извършва в идеалния случай пълна компенсация на температурата дрейф опашката почивка настоящите транзистори.
Освен това, динамичните ниско съпротивление р-п-преход транзистори осигурява същите условия възбуждане. Желана стойност Ub се получава като се използва последователно свързване на няколко диоди.
Свързани статии