Már megbeszéltük, a a teljesítményerősítők osztályai és osztályozása korábbi cikkeinkben. A teljesítményerősítő áramköröket nagy teljesítmény biztosítására használják a hangszórókhoz hasonló terhelések meghajtására. A teljesítményerősítőket működési módjuk alapján osztályozzák, amely a bemeneti ciklus azon része, amely alatt a kollektoráram várhatóan áramlik. Ennek alapján a teljesítményerősítőket az alábbiak szerint osztályozzuk. Ebben a cikkben részletesen tárgyaljuk az A osztályú erősítőt.
- A osztályú erősítő
- B osztályú erősítő
- C osztályú erősítő
- AB osztályú erősítő
- D, E, G, S, T osztályú erősítők (Kapcsoló teljesítményerősítők)
Általában a teljesítményerősítőket (nagy jel) egy hangerősítő rendszer kimeneti szakaszaiban használják a hangszóró terhelésének meghajtására. Egy tipikus hangszóró impedanciája 4Ω és 8Ω között van, ezért egy erősítőnek képesnek kell lennie az alacsony impedanciájú hangszóró meghajtásához szükséges magas csúcsáramok táplálására.
A osztályú erősítő
Az A osztályú erősítőben, ha a kollektoráram a bemeneti jel teljes ciklusa alatt folyamatosan áramlik, akkor a teljesítményerősítőt A osztályú erősítőnek nevezik. Kevésbé használják nagyobb teljesítményű szakaszokhoz, mivel rossz a hatékonysága.
Az A osztályú torzítás célja, hogy az erősítőt viszonylag zajtól mentessé tegye, a jel hullámformáját kivéve a 0v és 0,6v közötti tartományból, ahol a tranzisztor bemenő karakterisztikája nem lineáris.
Az A osztályú erősítő kialakítása jó lineáris erősítőt eredményez, de az általa előállított teljesítmény legnagyobb részét az erősítő pazarlás megy hő formájában. Mivel az A osztályú erősítők tranzisztorai folyamatosan előre vannak előfeszítve, kevés áram áramlik át rajtuk, annak ellenére, hogy nincs bemeneti jel, és ez a fő oka gyenge hatékonyságának. A közvetlen összekapcsolt A osztályú erősítő kapcsolási rajzát az alábbi ábra mutatja.
Transzformátorral összekapcsolt A osztályú erősítő
A fenti ábra egy közvetlenül összekapcsolt A osztályú erősítő. Erősítő, ahol a terhelés a kimenethez van kapcsolva a tranzisztor a transzformátor használatát közvetlen összekapcsolt erősítőnek nevezzük.
A transzformátor kapcsolási technikával az erősítő hatékonysága nagymértékben növelhető. A tengelykapcsoló transzformátor jó impedancia-egyeztetést biztosít a terhelés és a kimenet között, és ez a fő oka a hatékonyság javulásának.
Általában az áram átfolyik a kollektor rezisztív terhelésén, ez a benne lévő egyenáram veszteségét okozza. Ennek eredményeként ez az egyenáramú energia hő formájában oszlik el a terhelésben, és nem járul hozzá kimeneti váltakozó áramhoz.
Ezért nem tanácsos az áramot közvetlenül a kimeneti eszközön (pl. Hangszórón) keresztül vezetni.
Ezért egy speciális elrendezés egy megfelelő transzformátor alkalmazásával történik, amely a terhelést az erősítőhöz kapcsolja, a fenti áramkör szerint.
Az áramkör rendelkezik az áramkör stabilizálásához használt R1 és R2 potenciálosztó ellenállásokkal, az előfeszítő és az emitter bypass ellenállással. Az emitter bypass CE kondenzátor és a Re emitter ellenállás párhuzamosan vannak összekötve az AC feszültség megakadályozása érdekében.
A Cin bemeneti kondenzátor ( Kondenzátor összekapcsolása ) a váltakozó áramú bemeneti jel feszültségének a tranzisztor aljához történő csatlakoztatására szolgál, és blokkolja az előző szakasz DC-jét.
NAK NEK lelépő transzformátor megfelelő fordulási aránnyal van ellátva a nagy impedancia-kollektor alacsony impedancia-terheléshez való csatlakoztatásához.
Az A osztályú erősítő impedancia egyeztetése
Impedancia illesztés úgy tehetjük meg, hogy az erősítő kimeneti impedanciáját megegyezzük a terhelés bemenő impedanciájával. Ez a maximális teljesítmény átadásának fontos elve (a maximális teljesítményátadási tételnek megfelelően).
Itt az impedanciaillesztés úgy érhető el, hogy kiválasztjuk az elsődleges fordulatszámát úgy, hogy annak nettó impedanciája megegyezzen a tranzisztor kimeneti impedanciájával, és kiválasztjuk a szekunder fordulatszámát úgy, hogy nettó impedanciája megegyezzen a hangszóró bemeneti impedanciájával.
Az A osztályú erősítő kimeneti jellemzői
Az alábbi ábra alapján megfigyelhetjük, hogy a Q-pont pontosan az AC terhelési vonal közepén helyezkedik el, és a tranzisztor a bemeneti hullámforma minden pontjára vezet. Az A osztályú erősítő elméleti maximális hatékonysága 50%.
A osztályú erősítő kimeneti jellemzői - AC terhelési vonal
A gyakorlatban a kapacitív kapcsolással és az induktív terhelésekkel (hangszórók) a hatékonyság akár 25% -ra is csökkenhet. Ez azt jelenti, hogy az erősítő tápvezetékből elvont teljesítményének 75% -a pazarlódik el.
Az elvesztegetett energia nagy része az aktív elemek (tranzisztor) hő formájában elveszik. Ennek eredményeként még egy közepesen táplált A osztályú erősítő is nagy tápegységet és nagy hűtőbordát igényel.
A közvetlenül összekapcsolt A osztályú erősítő előnyei és hátrányai
A korlátozástól függően a teljesítményerősítőket különféle célokra használjuk. Minden osztályú erősítőnek megvannak a maga előnyei és hátrányai a megbízhatóság és a hatékonyság szempontjából.
Az A osztályú erősítő előnyei
- A bemeneti jel kimenetének pontos replikája miatt nagy hűséggel rendelkezik.
- Javított a magas frekvenciájú válasz, mert az aktív eszköz teljes időre BE van kapcsolva, vagyis nincs idő a készülék bekapcsolására.
- Nincs kereszteződési torzítás, mert az aktív eszköz a bemeneti jel teljes ciklusán keresztül vezet.
- Az egy végű konfiguráció könnyen és gyakorlatilag megvalósítható az A osztályú erősítőkben.
Az A osztályú erősítő hátrányai
- A nagy áramellátás és a hűtőborda miatt az A osztályú erősítő költséges és terjedelmes.
- Gyenge hatékonysággal rendelkezik.
- A transzformátor kapcsolása miatt a frekvenciaválasz nem olyan jó.
Az A. osztályú erősítő alkalmazásai
- Az A osztályú erősítő alkalmasabb kültéri zenei rendszerekhez, mivel a tranzisztor a teljes audio hullámformát úgy állítja elő, hogy soha nem vág le. Ennek eredményeként a hang nagyon tiszta és lineárisabb, vagyis sokkal alacsonyabb szintű torzulást tartalmaz.
- Rendszerint nagyon nagyok, nehézek és csaknem 4-5 watt hőenergiát termelnek egy watt teljesítményenként. Ezért nagyon forrón futnak, és sok szellőzésre van szükségük. Tehát egyáltalán nem ideálisak autóhoz, és otthon ritkán elfogadhatóak.
Remélem, hogy mindannyian kedvelik ezt a cikket. Bármilyen kérdésre, javaslatra, ill Legfrissebb elektronikus projektek információkat, kérjük, tegye meg észrevételeit alább Mindig nagyra értékeljük javaslatait.
