Amplificador classe d esquema – esquema amplificador classe d
Amplificadores da Classe D – Diagrama de Circuito, Operação e Aplicações:
Historicamente, os amplificadores de áudio foram configurados como Classe A, Classe B ou Classe AB e Art de design são bem conhecidos. Também bem conhecido é a baixa eficiência desses amplificadores em comparação com a da classe D. amplificadores D.
Embora a melhor eficiência teórica para os amplificadores de classe B seja de 78,5%, o limite prático superior é superior a 70% ao impulsionar uma carga puramente resistiva.
Mas ao dirigir alto -falantes reais que podem ter ângulos de fator de potência de 60 ou mais, a eficiência pode cair para 55% ou menos. No entanto, os amplificadores de energia da classe D podem atingir 90% de eficiência e, com cuidadosos opções de componentes, podem exceder 95%.
Além disso, o fator de potência da carga não afeta as perdas de energia no estado nos comutadores MOSFET normalmente usados nesses amplificadores.
Usando técnicas de classe D, os amplificadores capazes de fornecer várias centenas de watts para a carga podem ser projetados usando pequeno calor e pequenos dissipadores de calor.
A eficiência dos amplificadores de classe D abre a possibilidade de que amplificadores de luz poderosos com boa qualidade de som sejam projetados hoje.
Um amplificador de potência da Classe D foi projetado para operar com sinais digitais ou de tipo de pulso.
No entanto, é necessário converter qualquer sinal de entrada em uma forma de onda do tipo pulso antes de usá -la para acionar uma grande carga de energia e converter o sinal novamente em um sinal do tipo sinusoidal para recuperar o sinal original.
A Figura 17.23 ilustra como um sinal sinusoidal pode ser convertido em um sinal de tipo de pulso que usa alguma forma de forma de onda de serra ou corte para aplicar com a entrada em um circuito comparador de SAMP de opção para que um sinal de pulso representativo seja gerado.
Embora a letra D seja usada para descrever o seguinte tipo de operação de viés após a classe C, o D também pode ser considerado “digital”, pois essa é a natureza dos sinais fornecidos ao amplificador de classe D. D.
A Figura 17.24 mostra um diagrama de circuito de um amplificador de potência de classe D transistorizado necessário para amplificar o sinal digital e depois retornar ao sinal do tipo sinusoidal que usa um filtro de baixa passagem.
Isso implica uma forma de onda de dente de serra de referência para fornecer um comparador junto com o sinal de áudio de entrada de baixa amplificação.
A saída do comparador é um sinal de largura de pulso modulado (PWM) fornecido ao amplificador do controlador de portão para alterar alternadamente os transistores. Os dispositivos MOSFET Power têm sido bastante populares como dispositivos controladores para amplificadores de energia de classe D.
A saída no ponto X é um sinal PWM que oscila entre VDD e Terra. Este sinal PWM é uma forma modulada do sinal de áudio de entrada. Para convertê -lo novamente no sinal de áudio, a filtragem de passas baixas é alcançada usando filtros de baixa ordem de alta ordem. O LF, CF são os componentes do filtro de passes baixos.
O motorista deve ativar qualquer um dos dois MOSFET ao mesmo tempo, porque se os dois MOSFET forem ativados simultaneamente, o VDD será encurtado no chão. Portanto, dois sinais separados com uma certa lacuna, conhecidos como tempo morto, são usados para dirigir a porta dos dois MOSFET.
Durante o tempo morto, um MOSFET tem tempo suficiente para desligar completamente para que o outro possa ser ativado agora. O maior tempo morto reduz a eficiência da operação. O MOSFET, em particular, possui diodo corporal que atua como um capacitor de parasita e aumenta o tempo de comutação.
Portanto, para reduzir o tempo de comutação dos transistores, os diodos schottky são usados em paralelo à fonte e drenam na velocidade de comutação do transistor. Isso reduz o tempo morto que melhora a eficiência da operação.
Como os dispositivos de transistores do amplificador usados para fornecer a saída são basicamente ou ligados, eles fornecem corrente somente quando acesos, com pouca perda de energia devido à sua baixa tensão.
Como a maior parte dos alimentos fornecidos ao amplificador é transferida para a carga, a eficiência do circuito é geralmente muito alta.
A eficiência dos amplificadores de potência da Classe D é amplamente determinada pela razão de resistência da carga para a resistência total ao loop de CC, que é a soma do RDC (ON) do MOSFET, a resistência ao cabo (incluindo o filtro de saída) e a resistência da direção da corrente se usada e a resistência da carga.
Para maior eficiência, a resistência ao MOSFET RDC (ON), a derivação e as resistências do filtro deve ser pequena em comparação com a resistência da carga.
Nas aplicações de classe D de áudio, o MOSFET é usado em vez de IGBT e BJT, porque as frequências de comutação necessárias para manter uma distorção baixa a 20 kHz que as frequências de sinal podem exceder 150 kHz e nem transistores de potência bipolar nem mudança de IGBT com eficientemente altas.
Embora os amplificadores de Classe A, Classe A e Classe B sejam usados principalmente como amplificadores de potência, os amplificadores de potência da Classe D são populares devido à sua eficiência muito alta. Os amplificadores de classe C encontram o uso nos circuitos sintonizados usados nas comunicações.