Аналого – дискретні підсилювачі

Зважаючи на недоліки підсилювачів класу D, для забезпечення високого ККД використовують підсилювачі з аналого-дискретним режимом роботи транзисторів. Це аналогові підсилювачі, в яких здійснюється сходинкоподібне керування напругою втрат на транзисторах. Таке керування напругою втрат може бути реалізоване зміною (перемиканням) коефіцієнта трансформації вихідного трансформатора. Проте найбільш простим є спосіб перемикання напруги живлення в залежності від миттєвого значення коливання. Схемотехнічно найбільш простим є підсилювач з двома джерелами живлення. Двотактний каскад підсилювача такого типу містить два однакових плеча, які працюють почергово, кожне у свій півперіод коливання.

Рис. 3.19.

Простіша схема одного плеча (рис. 3.19. а) з живленням від двох джерел містить два послідовно ввімкнених транзистори VT₁, VT₂. Розглянемо роботу наведеної схеми протягом першої чверті періоду синусоїдального підсилювального сигналу. При малих величинах вхідного сигналу працює тільки транзистор VT₁. Його живлення здійснюється через діод VD від джерела з меншою напругою Е1. При цьому транзистор VT₂ закритий напругою колектор-емітера (Uке₁) першого транзистора. При малих величинах вхідної напруги Uке₁ співрозмірне з Е₁. В міру росту миттєвого значення вхідної напруги U_вх збільшується вихідний струм транзистора VT1 і напруга на опорі навантаження, а напруга Uке₁ – зменшується. У деякий момент часу Uвх >Uке₁ і транзистор VT₂ починає відкриватись, причому настільки швидко, наскільки швидко зменшується величина Uке₁. При струмі емітера транзистора VT₂ , що дорівнює струму колектора VT₁ , струм через діод припиняється і діод закривається, відключивши тим самим джерело Е₁. У зв‘язку із сказаним стає зрозумілою функція діода в даній схемі – відключення Е₁ , тому й діод називається відключаючим. Починаючи з моменту закривання діода, схема живиться від джерела Е₂. В наступну чверть періоду всі процеси відбуваються у зворотному порядку. Якщо знехтувати тривалістю перемикання, то напруга живлення Еж має вигляд сходинкоподібної функції (рис. 3.19. б). Оскільки транзистор VT₁ працює весь півперіод, а VT₂ – допоміжний, кут відсічки основного транзистора 0=90°, а додаткового – менше. Тому коректно вважати, що основний транзистор працює в режимі В, а допоміжний – в режимі С. У зв‘язку з цим двотактні підсилювачі з живлення від двох джерел живлення називають підсилювачами класу ВС. У наведеній схемі транзистор VT₁ не повинен доходити до режиму насичення, оскільки при цьому з‘явиться обмеження його конкретного струму, що приведе до утворення сходинки на сигналах півхвилі вихідної напруги в областях моментів перемикання джерел (рис.3.19. б. пунктирна лінія). Для запобігання таких спотворень у базове коло першого транзистора вмикається резистор R₁, завдяки якому швидкість відкривання транзистора VT₁ зменшується, і до моменту наближення транзистора до насичення вхідна напруга вже достатня для відкривання VT₂. Необхідність у двох джерелах живлення ускладнює підсилювальний пристарій, а при живленні від гальванічних елементів ускладнює його експлуатацію через неодночасність їх розряду. Тому були розроблені схеми підсилювачів класу ВС, які живляться лише від одного джерела живлення.

Прикладом такого підсилювача може бути підсилювач із зустрічно – паралельним ввімкненням плеч.

Рис 3.20

У даній схемі VT₁,VT₂, VD₁ і обмотка 1-2 вихідного трансформатора утворюють одне плече двотактного каскаду, аналогічне наведеному на рис. 3.19. а. Елементи VT₂,VT₄,VD₂ та обмотка 3-4 утворюють друге плече підсилювача обмотки 1-1, 3-4 первинними обмотками (рис. 3.20) вихідного трансформатора, причому номери виводів відповідають черговості намотки. Вторинна обмотка трансформатора з під‘єднаним до неї опором навантаженням на схемі не показані. Використані у схемі транзистори мають взаємно протилежні типи провідності. В силу симетрії схеми постійна напруга на конденсаторі С₁ складає Е/2 і саме вона служить джерелом меншої напруги першого плеча. Менша напруга живлення другого плеча утворюється послідовним увімкненням джерела Е і конденсатора С₁ і дорівнює різниці Е-U_С1= Е/2. Більшою напругою живлення кожного плеча служить напруга джерела Е. Плечі каскаду працюють почергово. У півперіод роботи першого плеча конденсатор С₁ частково розряджається, а в другий півперіод він настільки ж підзаряджається, оскільки струми, протікаючі через діоди VD₁ та VD_{2 ,} у відповідні півперіоди однакові. Тому завжди Е_С = Е/2, отже, відносна

величина меншої напруги x ^U^C¹ 0.5. Нехай перемикання джерел живлення

відбувається миттєво, а опори повністю відкритих транзисторів і прямі опори діодів дорівнюють нулеві. Дані припущення спростять аналіз і водночас зроблять його результати такими, що їх можна застосувати до всіх видів схем. Вважаємо, що підсилення відбувається без спотворень і напруга на навантаженні U Umsin t . Для підсилювачів класу ВС слід розглядати два випадки. Перший відповідає U_m<U_с, при цьому джерело Е не розглядається, отже, ми маємо звичайний

підсилювач

режиму В

джерелом Uс і ККД,

де x

, а

. Для

4Ue

U_C

другого випадку (ε > x) величина ККД

4 x (1 x) 1

Рис.3.21

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Схемотехнічна реалізація підсилювачів класу D.	\|	Стійкість підсилювача. Критерії стійкості

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.022 сек.