1tom185

7. ELEKTRONIKA 372

7.3.5. Wzmacniacze mocy

Zadaniem wzmacniaczy mocy [7.2; 7.5; 7.9; 7.16] jest dostarczenie wzmocnionego sygnah wejściowego, którego istotną cechą jest duża moc (kilkanaście do kilkuset watów). Dażv sic do jak największej sprawności i małych zniekształceń. Głównymi parametrami określającymi energetyczne właściwości wzmacniaczy mocy są:

—    moc wyjściowa maksymalna P_omax w warunkach pełnego wysterowania;

—    sprawność energetyczna;

—    poziom zniekształceń nieliniowych (najczęściej określany jako współczynnik zawartości harmonicznych h w sygnale wyjściowym przy sinusoidalnym sygnale wejściowym)

h =

U o2 + U „3 + ...

u.

100%

(7.40)

— charakterystyka częstotliwościowa określona przez częstotliwości graniczne f_d, f_t o możliwie małej nierównomierności wzmocnienia wewnątrz pasma.

Wymagania tc dotyczą wzmacniaczy o pracy ciągłej, nie w pełni dotyczą wzmacniaczy impulsowych.

Rozróżnia się 4 klasy wzmacniaczy mocy: A, AB, B, C. Cechą rozróżniającą jest czas (okres /.) przepływu prądu sinusoidalnego i_c wymuszony obranym punktem pracy (rys. 7.57). Wzmacniacze wzmacniające sygnały stałoprądowe (ze składową stałą) buduje się ze sprzężeniami bezpośrednimi (rys. 7.58). Przedstawiono koncepcję najważniejszych odmian. Najprostszy z nich (rys. 7.58a) wzmacniacz w układzie WE nadaje się do pracy dwustanowej (klasy A), spełniając rolę przekaźnika załączającego sygnalizację świetlną czy też przekaźniki elektromagnetyczne zestykowe małej mocy. Jeśli sygnał sterujący Ł/,- jest dwubiegunowy, to charakterystyka przejścia wzmacniacza musi być symetryczna (rys. 7.58b, c, d) — są to: wtórnik emiterowy w układzie wzmacniacza mocy: najczęściej stosowany wzmacniacz przeciwsobny (ang. push-pull) na tranzystorach komplementarnych (klasy B); wzmacniacz mostkowy, układ chętnie stosowany w elektrotechnice.

Zastosowanie transformatora sprzęgającego stopień mocy z obciążeniem zapewnia separację galwaniczną i dopasowanie napięcia lub mocy (wybór przekładni). Wadą jest ograniczenie pasma częstotliwości f_d > 0,f_g < 0,5 — 50 kHz zależnie od materiału ferromagnetycznego rdzenia. Wadą są też wymiary i masa. Są to wzmacniacze prądu przemiennego. Dwie koncepcje układowe przedstawia rys. 7.59.

Rys. 7.58. Koncepcje wzmacniaczy mocy ze sprzężeniami bezpośrednimi: a) układ WE; b) wtórnik emiterowy jako wzmacniacz mocy; c) układ przeciwsobny na tranzystorach komplementarnych i charakterystyka przejścia z progiem 2 U_BE; d) układ mostkowy (nawrotny) do małych silników prądu stałego

^Rys. 7.59. Koncepcje wzmacniacza mocy ze sprzężeniami transformatorowymi: a) klasy A; b) klasy B. Wzmacniacz przeciwsobny