2. Двухтактный трансформаторный усилитель мощности на биполярном транзисторе Исходные данные для расчёта:

1. мощность, потребляемая нагрузкой Р_н= 12,5 Вт;

2. сопротивление нагрузки R_н=25 Ом;

3. частота сигнала f_н=5,5 кГц;

4. коэффициент нелинейных искажений γ=0,37%;

5. диапазон рабочих температур: +10...+50 ^oC;

6. мощный транзистор КТ819Б.

Выбор схемы.

Оконечный каскад, являясь основным потребителем мощности от источника питания, вносит наибольшие нелинейные искажения. В двухтактном каскаде допускаются пульсации напряжения (тока) источника питания в трипять раз больше, чем в однотактном. Если колебательная мощность не превышает 20 мВт, применяют однотактный каскад. При мощности 2070 мВт выгодно использовать двухтактный каскад в режиме АВ, а при большей мощности  только в режиме В.

Рис. 2.1 – Схема двухтактного трансформаторного силительного каскада

Из трех возможных схем включения транзисторов наиболее распространенная  с общим эмиттером. Ее применение позволяет получить заданную выходную мощность при меньшей, по сравнению с другими схемами, затрачиваемую входную мощность. Относительно высокий уровень нелинейных искажений, являющийся основным недостатком каскада с ОЭ, не так сильно сказывается при использовании двухтактной схемы ввиду компенсации четных гармоник. Он может быть также уменьшен введением отрицательной обратной связи и подбором транзисторов с минимальным разбросом параметров.

Воспользуемся схемой двухтактного трансформаторного усилителя мощности, представленной на рисунке 2.1.

1. Выбор КПД трансформатора выполняем по таблице зависимости КПД от мощности.

Таблица 2.1. Зависимость КПД трансформатора от мощности.

Pн,Вт	0,1	0,1-1	1-10	10-100
тр	0,65	0,65-0,75	0,75-0,85	0,84-0,93

Выбираем _тр = 0,85. Диапазон изменения (0,84 – 0,93).

2. Проверим заданный по условию транзистор на соответствие условиям эксплуатации.

1). В двухтактном каскаде каждый из двух транзисторов должен обеспечивать половину требуемой мощности. Исходя из этого соображения, рассчитываем необходимую допустимую мощность, рассеиваемую на коллекторе одного транзистора.

,

где _к – КПД каскада.

Для транзисторов, работающих в режиме AB _к = (0,35  0,78)

Выбираем КПД каскада равным _к =0,5.

P_к.доп.=1,1ּ0,5ּ12,5 / (0,85ּ0,5)=16 Вт;

2). Граничная частота транзистора должна быть в 510 раз больше частоты сигнала в нагрузке

f_гр= (510)ּf_н=(27,5 – 55)кГц.

Исходя из полученных данных, проверим транзистор КТ819Б, параметры которого для корпуса КТ25: U_кэ.max=50 В, I_к.max=15 А, I_б.max=3 А; f_гр=3 МГц >> >>55кГц.

P_к.max=100 Вт, при Т_к ≤ +25˚ С (с теплоотводом).

При повышении Т_к от +25˚С до +100˚С мощность P_к.max уменьшается линейно на 1 Вт/˚С. Следовательно, при температуре окружающей среды 50 ˚С мы получим следующую величину P_к.max = 100 – 1*(50-25)=75 Вт.

U_кэ.отс.=2 В. h_21э=30 (min 20).

Риc. 2.2 – Выходные ВАХ VT1.

Рис. 2.3 – Входные ВАХ