Двухтактные усилители мощности

Принципиальная схема двухтактного усилителя мощности приведена на рис.4.18. Как правило, двухтактные усилители мощности работают в классах «АВ» или «В». В данной схеме трансформатор ТР₂ необходим для создания двух равных по величине и противоположных по фазе напряжений которые управляют работой транзисторов VT ₁ и VT ₂. Резисторы R ₁ и R ₂ обеспечивают режим работы усилителя в классах «АВ» или «В». Для того чтобы не было потерь напряжения на по переменному току на резисторе R ₂, его шунтируют емкостью С_Б [1,9,10].

Рисунок 4.18 — Принципиальная схема двухтактного усилителя мощности

Расчет режима работы по постоянному току аналогичен однотактному усилителю мощности. Режим работы по переменному току проиллюстрируется осциллограммами, приведенными на рис. 4.19. Осциллограммы соответствуют классам «А» и «АВ».

Рисунок 4.19 — Осциллограммы работа двухтактного усилителя мощности

Для нечетных гармоник (1,3,5, …), которые совпадают с I_K, получим, что в трансформаторе ТР₁ I_{К 1}× W ₁ и I_{К 2}× W ₁ направлены в одну сторону, следовательно, мощность в нагрузке удваивается:

P_H =2× P.

Для четных гармоник, IК1×W1 и IК2×W1, направленых в трансформаторе ТР1 в противоположные стороны, результующая намагничивающая сила при идеальной симметрии равна нулю, следовательно, отсутствуют нелинейные искажения по четным гармоникам. Постоянные составляющие, как и четные гармоники, также включены встречно и обеспечивают режимы работы выходного трансформатора без подмагничивания. Поскольку абсолютно симметричных трансформаторов и транзисторов нет (даже при применении интегральных микросхем — сборок транзисторов), то в формулы нелинейных искажений введен коэффициент асимметрии b, учитывающий степень асимметрии транзисторов.

Для подобранных транзисторов и сборок транзисторов в интегральном исполнении (b =0.01¸0.05), при этом искажения настолько малы, что ими часто пренебрегают. Для неподобранных транзисторов (b =0.1¸0.15) 7и нелинейные искажения определяют из выражения:

Рассмотрим режим работы усилителя в классе «В». Для этого приведем соответствующие осциллограммы (см. рис. 4.20), аналогичные рассмотренным выше. Преимущество класса «В» в то, что каскад имеет больший коэффициент полезного действия (hкаск»0,5¸0,6), однако больший коэффициент нелинейных искажений. В выходном напряжении часто подчеркнута 3-я гармоника, обуславливающая типичную форму (см. рис.4.20) [1].

Так как в двухтактном усилителе мощности отсутствует подмагничивание сердечника трансформатора, то его габариты будут приблизительно в 2 раза меньше по сравнению с трансформатором однотактного усилителя мощности. Также в двухтактных усилителях значительно меньше нелинейные искажения и выше КПД. Вместо согласующего трансформатора (ТР₂) можно применить фазоинверсный каскад [1].

Дата добавления: 2014-01-04