3.4.3. Розрахунок двотактного транзисторного підсилювача потужності з навантаженням на змінному струмі

Даний розрахунок виконується, коли Р_N  40 Вт. Транзисторний підсилювач (рис.3.12) працює в класі В. Найбільші амплітуди вихідної та вхідної напруг.

U_{у m}=2 U_УN; U_{пп m} =10 В (1)

Мінімально допустимий вхідний опір

min R_вх = U_пп /I₁ =2 кОм (2)

Коефіцієнт підсилення за напругою

k_ппт = U_{у m} / U_{пп m} (3)

Еквівалентна схема колекторної ланки, приведеної до вторинної обмотки Тр2, показана на рис.3.13.

Діючі значення напруги U₀` та U_уm відповідають максимальній амплітуді колекторного

струму. Позначимо r_s - опір насиченого трансформатора;

r_тр2 = (r₂ + r₁n₂²)_тр2 - опір обмотки Тр2;

r_s=r_s n₂²; R_e=R_en₂²; U_o=U_on₂; (4)

n₂ =(₂/₁)_тр2 - коефіцієнт трансформації ККД вихідного трансформатора Тр2.

₂=R_уе / (R_уе + r_s +r_тр2) .

Емітерний опір

R_e=0,1R_ye; R_e=0,1R_yen₂² (5)

ККД колекторної ланки

_к =R_ye/ (R_ye + r_s +r_тр2 +R_e).

Потужність навантаження

P_yN =U²_yN/R_ye (6)

Максимальна потужність на переході к-е

P_{ке m} = 0,2 P_уN / _к (7)

Транзистори та U_o вибираються з умов

Р_доп P_{ке m} ; U_{ке доп} > 2U_о (8)

Коефіцієнт трансформації Тр2

n₂ =2 U_yN / U_o_k (9)

Амплітуда струмів колектора та бази

I_{к m} =2 U_УN n₂/R_ye ; I_{б m} = I_{к m}/ (10)

де - коефіцієнт підсилення транзистора за струмом.

Амплітуда вхідної напруги транзистора

(11)

Коефіцієнт трансформації Тр1:

(12)

Приймаємо ККД Тр1

де r_тр1 = (r₂ + r₁n₁²)_тр1 - опір обмотки Тр1.

Амлітуда первинного струму Тр1

I_{1 m}=2 U_yNn₁n₂/R_ye (13)

Вхідний опір ППТ

R_вх =U_{пп m} / I_{1 m} (14)

Якщо виявиться, що

R_вх< min R_вх (15)

то в схемі застосовують складений транзистор (рис.3.14).

Транзистор Т1` вибирають так, як було вказано вище, а транзистор Т1`` - з умов

P``<sub>доп</sub>  P``_{ке m} = P`<sub>ке m</sub> / ` ; U_{ке доп} > 2U_о (16)

Тоді у формулу (13) слід підставляти

 ''' (17)

Діюче значення напруги насичення ППТ

U_s = U_yN (18)

Послідовність розрахунку.

1. Взяти значення U_yN, R_ye, розраховані в пункті 3.3.2.

2. Прийняти ₁=₂=0,9; R’_e =0,1R_уe; _k =0,83; U_{пп m} =10В; min R_вх = 210³ Ом.

3. Розрахувати P_yN (6), P_{ке m} (7).

4. Вибрати з банку Б3 транзистори. Розрахувати U_o (8), n₂ (9), R_e (5), n₁ (12), I_{1 m} (13), R_вх (14).

5. Перевірити умову (15). Якщо вона не виконується, вибрати транзистор Т1`` за (16). Розрахувати (17), I_{1 m} (13), R_вх (14). Перевірити (15).

6. Визначити U_s (18), k_ппт (3).

7. Вибрані типи транзисторів і розраховані значення U_o, k_ппт, n₁, n₂, R_e, R_вх, U_{пп m}, U_s запам’ятовуються.