Усилительные каскады мощности:
В согласованном режиме работы электронных устройств, иногда требуется получение максимального значения мощности на нагрузке ( на исполнительном механизме).
Усилитель , осуществляет получение такой мощности, и называется усилителем мощности.
Современные усилители всегда многокаскадные. Последний (оконченный) каскад – усилитель мощности.
Основные задачи:
1.Обеспечить работу в согласованном режиме с нагрузкой.
2.Желательно не исказить форму входного сигнала.
3.Обеспечить максимальную мощность на нагрузке.
Каскад усилителя мощности:
+Ек
TV
W1
W2
Rб1
Uвых=Uн Rн
C1
р n VT
n
U вх Сэ
Rб2 Rэ Uвых
-
U
вх
t
Для согласования Rвых и Rн в схеме: Rw2 =Rн ; Ктр = W1/W2.
Вместо Rк (коллекторного сопротивления) используют согласованный трансформатор.
Регулируя коэффициент трансформатора (Ктр) добиваются согласования при различных нагрузках.
Назначение остальных элементов схемы такое же , как и в усилительном каскаде напряжения.
Недостатки схемы:
ŋт =50% ; ŋпр < 35%. – низкий.
2.Необходимость использовать трансформатор, что не позволяет выполнить каскад в виде интегральной схемы.
Достоинства:
Режим работы данного каскада, режим класса А, при котором рабочая точка посередине , что гарантирует линейность. (Рном <1кВт).
Область применения: такая схема применяется в усилительных каскадах малой мощности.
Для повышения КПД, применяют двухтактные схемы усилителя мощности.
Двухтактный усилитель мощности:
Iк1
-
+ n
р
n VT1
R1
TV
R
нU
вх Iк2
Iк1
R2
+Ек
Uвых Rн
Iк2 Iн
VT2 Uвых
+
- 1
U
вх
t
t
Iк2
1.В первый полупериод, входного сигнала, открыт транзистор VT1 и через полуобмотку трансформатора напряжения TV от + Ек через VT1 в землю протекает ток Iк2.
Во вторичной обмотке трансформатора возникает ток Iн, той же полярности.
При этом на базе транзистора VT2 отрицательный потенциал, и этот транзистор закрыт. Сигнал на выходе имеет такую же форму, как и Iк1.
2.Во второй полупериод полярность на базе VT меняется, открыт VT2, а VT1 закрыт. Протекает ток Iк2 через VT2 в землю.
В результате, на вторичной полуобмотке трансформатора TV и в нагрузке меняется полярность тока, на Rн появляется вторая полусинусоида.
В двухтактном усилителе мощности, форма выходного сигнала повторяет форму входного, хотя каждый VT работает в режиме класса В (Iк~0 при отсутствии входного сигнала). Обеспечивает увеличение КПД до 70%.
Недостатки:
Необходимое использование сложной конструкции трансформатора с выводом средней точки от первичной обмотки. Нельзя выполнить в виде интегральной схемы. Дорогой TV.