рис. 2.41Рассмотрим однотактный усилитель мощности, в котором трансформатор включен по схеме с ОЭ (рис. 2.41). Трансформаторы ТР1 и ТР2 предназначены для согласования нагрузки и выходного сопротивления усилителя и входного сопротивления усилителя с сопротивлением источника входного сигнала соответственно. Элементы R и D обеспечивают начальный режим работы транзистора, а С увеличивает переменную составляющую, поступающую на транзистор Т.





Для анализа схемы изобразим семейство выходных характеристик транзистора, линии нагрузки и временные диаграммы (рис. 2.42). рис. 2.42

Линия 1 — это линия нагрузки по постоянному току, выходящая из точки, соответствующей Ек, а наклон ее определяется омическим сопротивлением первичной обмотки трансформатора ТР2. Точка 0 является начальной рабочей точкой транзистора. Через нее проходит линия нагрузки по переменному току 2, наклон которой определяется приведенным сопротивлением.

Из построений следует, что напряжение на транзисторе может достигать почти удвоенной величины Ек.

Проведем количественный анализ рассматриваемой схемы:



Р′Н = (

U

КТ


/ √2 ) · (

I

КТ


/ √2 ) = ½ ·

U

КТ


·

I

КТ


где Р′Н — выходная, мощность, приведенная к первичной обмотке трансформатора ТР2;



РН = Р′Н ·

η

ТР


где

η

ТР


− КПД ТР2 (

η

ТР


= 0,75 − 0,95).

Мощность, потребляемая усилителем от источника питания



PПОТР = ЕК · IКН

Следовательно, КПД усилителя



η = РН / PПОТР = ½ ·

U

КТ


·

I

КТ


·

η

ТР


/ (

E

К


· IКН )

Для идеального усилителя UКТ = ЕК, IКТ = IКН,

η

ТР


= 1, а следовательно, теоретический КПД усилителя



η

ТЕОР


= 0,5

Реальный же КПД



ηРЕАЛ = 0,3 + 0,35

Рассмотрим двухтактный усилитель мощности (рис. 2.43). рис. 2.43

Транзисторы могут быть включены по схеме либо с ОЭ (рис. 2.43, а), либо с ОБ (рис. 2.43, б).

Обе схемы могут работать в режиме класса «В» (резисторы R1 и R2 не используются) либо в режимах классов «АВ» или «А» (резисторы R1 и R2 обеспечивают соответствующий начальный режим работы транзисторов).

Временные диаграммы, соответствующие классу «В» (рис. 2.44), показывают, что двухтактный усилитель можно рассматривать как две независимые схемы, работающие поочередно, каждая в течение полупериода входного сигнала. рис. 2.44

Проведем количественный анализ двухтактного усилителя, работающего в режиме класса «В» при включении транзисторов по схеме с общей базой (рис. 2.43, б). Средний ток (постоянная составляющая) каждого из транзисторов с учетом обратного тока IК0



IсрТ1 = IсрТ2 = 1/

π

· IКТ + IК0

Таким образом, ток и мощность, потребляемые усилителем от источника тока, соответственно равны:



I

ПОТР


= ( I

срТ


1


+ I

срТ


2


) ≈ 2 · ( 1/π · I

КТ


+ I

К


0


)



P

ПОТР


= E

К


· I

ПОТР


= 2 · E

К


/π · ( I

КТ


+ π · I

К


0


) = 2 /π · E

К




· Il



Il

=

I

КТ


+

π

·

I

К0


Так же, как это делалось ранее для однотактного усилителя мощности, определим



Р′Н = ½ ·

U

КТ


·

I

КТ




РН = Р′Н ·

η

ТР


= ½ ·

U

КТ


·

I

КТ


·

η

ТР


Следовательно, КПД двухтактного усилителя мощности в режиме класса «В»



η = РН / PПОТР = π/4 ·

U

КТ


·

I

КТ


·

η

ТР


/ (

E

К


· IКН )

Для идеального усилителя UКТ = ЕК , IКТ =

I

1


, ηТР = 1, а следовательно, теоретический КПД



ηТЕОР = π / 4 = 0,78

Реальный же КПД



ηРЕАЛ = 0,6 ÷ 0,7

Поскольку трансформатор является нежелательным элементом усилителей мощности, так как имеет большие габариты и вес, относительно сложен в изготовлении, то в настоящее время наибольшее распространение находят бестрансформаторные усилители мощности.



Рекомендуйте эту статью другим!