Společným Emitorem (CE) zesilovače jsou navrženy tak, aby produkovat velké výstupní napětí proudu z relativně malé vstupní signál napětí pouze několik málo mv a jsou používány hlavně jako „malý signál zesilovače“, jak jsme viděli v předchozím cvičení.
někdy je však vyžadován zesilovač pro pohon velkých odporových zátěží, jako je reproduktor nebo pro pohon motoru v robotu a pro tyto typy aplikací, kde jsou vyžadovány vysoké spínací proudy výkonové zesilovače.,
hlavní funkcí výkonového zesilovače, které jsou také známé jako“ velký zesilovač signálu“, je dodávat výkon, který je produktem napětí a proudu k zatížení. V podstatě výkonový zesilovač je také zesilovač napětí s tím rozdílem, že odolnost proti zatížení připojen k výstupu je poměrně nízká, například reproduktor 4Ω nebo 8Ω což vede k vysoké proudy protékající kolektorem tranzistoru.,
Protože tyto vysoké zatížení proudy výstupní tranzistor(y) použita pro výkonový zesilovač výstupní fáze jako 2N3055 je třeba mít vyšší napětí a výkon hodnocení než obecné, které slouží pro malé zesilovače signálu jako BC107.
Protože máme zájem poskytovat maximální AC výkon do zátěže, zatímco náročné minimální DC napájení možné z nabídky jsme se většinou zabývají „účinnost přeměny“ zesilovače.,
Nicméně, jeden hlavní nevýhodou zesilovače a zejména Třídy A zesilovač je, že jejich celkové účinnosti konverze je velmi nízká, jak velké proudy znamenat, že značné množství energie je ztracen ve formě tepla. Procento účinnosti zesilovače je definována jako r.m.s. výstupní výkon rozptýlí v zátěži, vydělený celkovým DC napájecí převzaty z napájecího zdroje, jak je uvedeno níže.
Zesilovač Účinnosti
- Kde:
- η% – je účinnost zesilovače.,
- Pout – je výstupní výkon zesilovačů dodávaný do zátěže.
- Pdc – je stejnosměrný proud odebraný ze zdroje.
pro výkonový zesilovač je velmi důležité, aby napájecí zdroj zesilovačů byl dobře navržen tak, aby poskytoval maximální dostupný nepřetržitý výkon výstupního signálu.
zesilovač třídy A
nejčastěji používaným typem konfigurace výkonového zesilovače je zesilovač třídy A., Třídy A zesilovač je nejjednodušší forma zesilovač, který používá jeden spínací tranzistor ve standardní společným emitorem konfigurace obvodu, jak je vidět dříve na výrobu obrácený výstup. Tranzistor je vždy neobjektivní „NA“ tak, že provádí během jednoho kompletního cyklu vstupního signálu průběh produkuje minimální zkreslení a maximální amplitudu výstupního signálu.,
To znamená, že Třídy A Zesilovač konfigurace je ideální provozní režim, protože tam může být žádný crossover nebo vypnutí zkreslení výstupní průběh i během negativní půl cyklu. Výstupní stupně výkonového zesilovače třídy a mohou používat jediný výkonový tranzistor nebo páry tranzistorů spojených dohromady pro sdílení vysokého zatěžovacího proudu. Zvažte obvod zesilovače třídy a níže.
jednostupňový Zesilovač Obvod
Toto je nejjednodušší typ Třídy A zesilovač obvod., Pro svůj výstupní stupeň používá jednostranný tranzistor s odporovým zatížením připojeným přímo ke svorce kolektoru. Když tranzistor přepne „NA“ klesá výstupní proud Kolektoru, což vede k nevyhnutelnému poklesu napětí na Emitoru odpor, čímž omezuje negativní výstup schopností.
účinnost tohoto typu obvodu je velmi nízká (méně než 30%) a poskytuje malé napájecí výstupy pro velký odtok na stejnosměrném napájení., Stupeň zesilovače třídy a prochází stejným zatěžovacím proudem, i když není použit žádný vstupní signál, takže pro výstupní tranzistory jsou potřebné velké chladiče.
Nicméně, další jednoduchý způsob, jak zvýšit stávající manipulační kapacitu obvodu a zároveň získat větší výkonový zisk je nahradit jednoho výstupního tranzistoru se Tranzistor Darlington. Tyto typy zařízení jsou v podstatě dva tranzistory v jednom balení, jeden malý „pilotní“ tranzistor a další větší „spínací“ tranzistor., Velkou výhodou těchto zařízení je, že vstupní impedance je vhodně velký, zatímco výstupní impedance je relativně nízká, čímž se snižuje ztráta energie, a proto se teplo ve spínací zařízení.
Tranzistor Darlington Konfigurace
celkový proudový zisk Beta (β) nebo hfe hodnotu Darlington zařízení je produktem dvě individuální zisky z tranzistorů násobí dohromady a velmi vysoké hodnoty β spolu s vysokou Sběratel proudy jsou možné ve srovnání s tranzistorového obvodu.,
zlepšit plný výkon účinnost Třídy A zesilovač je možné navrhnout obvod s transformátorem připojen přímo v kolektorovém obvodu tvoří obvod jako Transformátor Spolu Zesilovač. Transformátor zlepšuje účinnost zesilovače tím, že odpovídá impedanci zátěže s impedancí výstupu zesilovačů pomocí poměru otáček (n ) transformátoru a příklad je uveden níže.,
Transformátor-spolu Zesilovač Obvod
Jako Kolektorový proud, Ic je snížen pod klidový Q-bod zřízený základní zkreslení napětí, v důsledku změn v základní proudu, magnetického toku v transformátoru jádro se zhroutí příčinou indukovaného emf v transformátoru primární vinutí. To způsobí okamžitý sběratel napětí vzroste na hodnotu dvojnásobku napájecího napětí 2Vcc dává maximální kolektorový proud dvakrát Ic, když Kolektoru napětí je na svém minimu., Poté lze účinnost tohoto typu konfigurace zesilovače třídy a vypočítat následovně.
r.m.s. Sběratel napětí je dáno jako:
r.m.s. Kolektorový proud je dán jako:
r.m.s., Energie dodaná do zátěže (Pac) je tedy dána jako:
průměrný příkon čerpány z nabídky (Pdc) je dána:
a proto je účinnost Transformátoru spojený Třídy A zesilovač je dána jako:
výstupní transformátor zlepšuje efektivitu zesilovače tím, že odpovídá impedance zátěže s výstupní impedance zesilovače., Použitím výstupního nebo signálního transformátoru s vhodným poměrem otáček jsou možné efektivity zesilovače třídy a dosahující 40%, přičemž většina komerčně dostupných výkonových zesilovačů třídy A je tohoto typu konfigurace.
Nicméně, transformátoru je indukční zařízení vzhledem k jeho vinutí a jádra, takže použití indukční komponenty zesilovač spínací obvody, je nejlepší se vyhnout, protože jakékoliv zpět emf je generován, může dojít k poškození tranzistoru bez dostatečné ochrany.,
další velkou nevýhodou tohoto typu zesilovače třídy a propojeného transformátorem je dodatečná cena a velikost požadovaného zvukového transformátoru.
typ „třídy“ nebo klasifikace, kterou je zesilovač uveden, skutečně závisí na úhlu vedení, části 360o vstupního cyklu průběhu, ve kterém tranzistor vede. V zesilovači třídy a je úhel vedení plný 360o nebo 100% vstupního signálu, zatímco v jiných třídách zesilovačů vede tranzistor při menším úhlu vedení.,
je možné získat vyšší výkon a účinnost než u Třídy A zesilovač pomocí dvou komplementárních tranzistorů v koncovém stupni s jedním tranzistorem být NPN nebo N-typ kanálu, zatímco druhý tranzistor je typu PNP nebo P-kanál (doplněk) typu připojeného v tom, co je nazýváno „push-pull“ uspořádání.
tento typ konfigurace výkonového zesilovače se obecně nazývá zesilovač třídy B a je dalším typem obvodu zvukového zesilovače, na který se podíváme v dalším tutoriálu.,
