Već smo razgovarali o klase i klasifikacije pojačala u našim ranijim člancima. Sklopovi pojačala snage koriste se za isporuku velike snage za pogon tereta poput zvučnika. Pojačala su klasificirana prema načinu rada koji predstavlja dio ulaznog ciklusa tijekom kojeg se očekuje da struja kolektora teče. Polazeći od toga, pojačala snage klasificirana su na sljedeći način. U ovom ćemo članku detaljno razmotriti pojačalo klase A.
- Pojačalo snage klase A
- Pojačalo snage klase B
- Pojačalo snage klase C
- Pojačalo snage klase AB
- Pojačala snage klase D, E, G, S, T (Prebacivanje pojačala)
Općenito se pojačala snage (veliki signal) koriste u izlaznim fazama sustava audio pojačala za pogon opterećenja zvučnika. Tipični zvučnik ima impedansu između 4Ω i 8Ω, tako da pojačalo snage mora biti u stanju napajati visoke vršne struje potrebne za pogon zvučnika s niskom impedancijom.
Pojačalo snage klase A
U pojačalu klase A, ako kolektorska struja teče cijelo vrijeme tijekom punog ciklusa ulaznog signala, pojačalo snage je poznato kao pojačalo snage razreda A. Manje se koristi za stupnjeve veće izlazne snage, jer ima lošu učinkovitost.
Svrha pristranosti klase A je učiniti pojačalo relativno slobodnim od šuma čineći valni oblik signala izvan područja između 0v i 0,6v gdje je ulazna karakteristika tranzistora nelinearna.
Dizajn pojačala klase A daje dobro linearno pojačalo, ali većinu snage proizvodi pojačalo odlazi u obliku topline. Budući da su tranzistori u pojačalu klase A cijelo vrijeme pristrani, prema njima će prolaziti malo struje iako nema ulaznog signala i to je glavni razlog njegove slabe učinkovitosti. Shema spoja pojačala s izravno povezanim pojačalom klase A prikazana je na donjoj slici.
Pojačalo klase A povezano s transformatorima
Gore prikazani sklop je izravno povezano pojačalo klase A. Pojačalo kod kojeg je opterećenje povezano s izlazom tranzistor upotreba transformatora naziva se izravno spojeno pojačalo.
Korištenjem tehnike spajanja transformatora može se u velikoj mjeri poboljšati učinkovitost pojačala. Spojni transformator pruža dobro podudaranje impedancije između opterećenja i snage, a to je glavni razlog poboljšane učinkovitosti.
Općenito, struja teče kroz otporno opterećenje kolektora, što će uzrokovati gubitak istosmjerne snage u njemu. Kao rezultat, ova istosmjerna snaga raspršila se u opterećenju u obliku topline i ne doprinosi nikakvoj izlaznoj izmjeničnoj snazi.
Stoga nije preporučljivo izravno propuštati struju kroz izlazni uređaj (npr. Zvučnik).
Iz tog razloga, poseban raspored izveden korištenjem prikladnog transformatora za spajanje tereta na pojačalo kako je dato u gornjem krugu.
Krug ima potencijalne djeliteljske otpore R1 i R2, pristranski otpornik i premosnik otpornika emitera Re, koji se koriste za stabilizaciju kruga. Zaobilazni kondenzator emitera CE i otpornik emitera Re povezani su paralelno kako bi se spriječio izmjenični napon.
Ulazni kondenzator Cin ( Spojni kondenzator ) koji se koristi za spajanje napon izmjeničnog ulaznog signala s bazom tranzistora i on blokira istosmjernu struju iz prethodne faze.
DO silazni transformator opremljen prikladnim omjerom okretanja za spajanje kolektora visoke impedancije s niskim opterećenjem impedancije.
Usklađivanje impedancije pojačala klase A
Podudaranje impedancije može se postići tako da se izlazna impedancija pojačala izjednači s ulaznom impedancijom opterećenja. Ovo je važno načelo za prijenos maksimalne snage (u skladu s teoremom o maksimalnom prijenosu snage).
Ovdje se podudaranje impedancije može postići odabirom broja zavoja primarnog tako da njegova neto impedancija bude jednaka izlaznoj impedanciji tranzistora i odabirom broja zavoja sekundarnog tako da njegova neto impedancija bude jednaka ulaznoj impedanciji zvučnika.
Izlazne karakteristike pojačala klase A
Iz donje slike možemo primijetiti da je Q-točka postavljena točno u središte izmjeničnog voda opterećenja, a tranzistor provodi za svaku točku ulaznog valnog oblika. Teoretska maksimalna učinkovitost pojačala snage klase A iznosi 50%.
Karakteristike izlaza pojačala snage klase A - AC teretni vod
U praksi se s kapacitivnim sprezanjem i induktivnim opterećenjima (zvučnici) učinkovitost može smanjiti i do 25%. To znači da se troši 75% snage koju pojačalo crpi iz opskrbnog voda.
Većina izgubljene energije gubi se u obliku topline na aktivnim elementima (tranzistor). Kao rezultat toga, čak i pojačalo snage A klase srednje snage zahtijeva veliko napajanje i veliki hladnjak.
Prednosti i nedostaci izravno spojenog pojačala klase A
Pojačala koristimo u razne svrhe, ovisno o ograničenju. Svako pojačalo snage ima svoje prednosti i nedostatke po svojoj pouzdanosti i učinkovitosti.
Prednosti pojačala klase A
- Ima visoku vjernost zbog točne izlazne replike ulaznog signala.
- Poboljšao je visokofrekventni odziv jer je aktivni uređaj UKLJUČEN u punom radnom vremenu, tj. Nije potrebno vrijeme za uključivanje uređaja.
- Nema križanog izobličenja jer aktivni uređaj provodi tijekom cijelog ciklusa ulaznog signala.
- Jednokračna konfiguracija može se lako i praktično realizirati u pojačalu klase A.
Nedostaci pojačala klase A
- Zbog velikog napajanja i hladnjaka, pojačalo klase A je skupo i glomazno.
- Ima lošu učinkovitost.
- Zbog frekvencijskog odziva frekvencijske sprege nije tako dobar.
Primjene pojačala klase A
- Pojačalo klase A prikladnije za glazbene sustave na otvorenom, jer tranzistor reproducira cijeli audio val bez ikakvog odsijecanja. Kao rezultat, zvuk je vrlo čist i linearniji, odnosno sadrži puno niže razine izobličenja.
- Obično su vrlo velike, teške i proizvode gotovo 4-5 vata toplinske energije po vatnom učinku. Stoga rade vrlo vruće i treba im puno ventilacije. Dakle, oni uopće nisu idealni za automobil i rijetko su prihvatljivi u kući.
Nadam se da vam se svima sviđa ovaj članak. Za bilo kakva pitanja, prijedloge ili Najnoviji elektronički projekti informacije, molimo komentirajte u nastavku. Uvijek cijenimo vaše prijedloge.
