כבר דנו, ה מחלקות וסיווגים של מגברי כוח במאמרים הקודמים שלנו. מעגלי מגבר ההספק משמשים לספק כוח גבוה להפעלת העומסים כמו רמקולים. מגברי הכוח מסווגים על פי אופן הפעולה שלהם שהוא החלק של מחזור הכניסה שבמהלכו צפוי לזרום זרם הקולט. על בסיס זה מגברי הכוח מסווגים כמפורט להלן. במאמר זה נדון במגבר Class A בפירוט.
- מגבר כוח Class A
- מגבר כוח Class B
- מגבר כוח Class Class
- מגבר כוח Class Class
- מגברי הספק D, E, G, S, T (מגברי הספק מיתוג)
ככלל, מגברי הכוח (אות גדול) משמשים בשלבי הפלט של מערכת מגברי שמע להפעלת עומס ברמקול. לרמקול אופייני יש עכבה בין 4Ω ל- 8Ω, ולכן מגבר הספק חייב להיות מסוגל לספק את זרמי השיא הגבוהים הנדרשים להפעלת הרמקול בעל העכבה הנמוכה.
מגבר כוח Class A
במגבר Class A, אם זרם האספן זורם כל הזמן במהלך המחזור המלא של אות הכניסה, מגבר ההספק ידוע כמגבר כוח מסוג A. הוא משמש פחות לשלבי תפוקת חשמל גבוהים יותר, מכיוון שיש לו יעילות ירודה.
מטרת הטיה מסוג A היא להפוך את המגבר לחופשי יחסית מרעש על ידי הפיכת צורת גל האות מהאזור שבין 0V ל 0.6V כאשר מאפיין הקלט של הטרנזיסטור אינו לינארי.
תכנון מגבר Class A מייצר מגבר לינארי טוב, אך את רוב הכוח שמייצרת המגבר הולך לבזבוז בצורה של חום. מכיוון שהטרנזיסטורים במגבר Class A מוטים קדימה כל הזמן, מעט זרמים יזרמו דרכם למרות שאין אות קלט וזו הסיבה העיקרית ליעילותו הירודה. תרשים המעגל של מגבר הספק A בכיתה ישירה מוצג באיור להלן.
שנאי מגבר מחלקה A מגבר
המעגל המוצג לעיל הוא מגבר Class A המצויד ישירות. מגבר שבו העומס מצורף לפלט של הטרנזיסטור באמצעות שנאי מכונה מגבר מצמד ישיר.
באמצעות טכניקת צימוד שנאי ניתן לשפר את יעילות המגבר במידה רבה. שנאי הצימוד מספק התאמת עכבה טובה בין העומס לפלט, והיא הסיבה העיקרית מאחורי היעילות המשופרת.
באופן כללי, הזרם זורם דרך עומס התנגדות האספן, הדבר יביא לבזבוז הכוח DC בו. כתוצאה מכך, כוח DC זה התפזר בעומס בצורה של חום, והוא אינו תורם לשלטון AC כלשהו.
מכאן שלא מומלץ להעביר את הזרם דרך מכשיר הפלט (למשל: רמקול) ישירות.
מסיבה זו, סידור מיוחד הנעשה באמצעות שנאי מתאים לחיבור העומס למגבר כפי שניתן במעגל הנ'ל.
במעגל יש נגדי החלוקה הפוטנציאליים R1 & R2, הטיה ומנגד עוקף פולט, המשמש לייצוב מעגלים. הקבל העוקף פולט CE ונגד הפולט Re מחוברים במקביל למניעת מתח AC.
קבל הקלט Cin ( צימוד קבל ) המשמש לזיווג מתח אות כניסה AC לבסיס הטרנזיסטור והוא חוסם את ה- DC מהשלב הקודם.
ל שנאי מדורג מסופק עם יחס סיבוב מתאים לקישור קולט העכבה הגבוהה לעומס עכבה נמוך.
התאמת עכבה של מגבר A
התאמת עכבה ניתן לעשות זאת על ידי הפיכת עכבת הפלט של המגבר לשווה לעכבת הקלט של העומס. זהו עיקרון חשוב להעברת הספק מרבי (בהתאם למשפט העברת הכוח המרבי).
כאן ניתן להשיג את התאמת העכבה על ידי בחירת מספר הסיבובים של הראשוני כך שעכבת הרשת שלו תהיה שווה לעכבת פלט הטרנזיסטור ובחירת מספר הסיבובים של המשנית כך שעכבת הרשת שלו תהיה שווה לעכבת כניסת הרמקול.
מאפייני תפוקה של מגבר כוח מסוג A
מהאיור שלהלן אנו יכולים לראות כי נקודת Q ממוקמת בדיוק במרכז קו העומס AC והטרנזיסטור מוליך לכל נקודה בצורת גל הקלט. היעילות המקסימלית התיאורטית של מגבר כוח מסוג A היא 50%.
מאפייני פלט מגבר כוח מסוג A - קו עומס AC
בפועל, עם צימוד קיבולי ועומסי אינדוקציה (רמקולים), היעילות יכולה לרדת עד 25%. המשמעות היא 75% מההספק הנשאף על ידי המגבר מקו האספקה מבוזבז.
רוב הכוח המבוזבז הולך לאיבוד בצורה של חום על היסודות הפעילים (טרנזיסטור). כתוצאה מכך, אפילו מגבר כוח Class A המופעל בינוני דורש ספק כוח גדול ומכשיר קירור גדול.
יתרונות וחסרונות של מגבר A בכיתה ישירה
אנו משתמשים במגברי הספק למטרות שונות בהתאם לאילוץ. לכל מגבר כוח ברמה יש יתרונות וחסרונות משלו בהתאם לאמינותו ויעילותו.
היתרונות של מגבר Class A
- יש לו נאמנות גבוהה בגלל ההעתק המדויק של הפלט של אות הקלט.
- הוא שיפר את התגובה בתדירות גבוהה מכיוון שהמכשיר הפעיל פועל במשרה מלאה, כלומר לא נדרש זמן להפעלת המכשיר.
- אין עיוות מוצלב מכיוון שהמכשיר הפעיל מתנהל לאורך כל מחזור אות הכניסה.
- ניתן לממש את התצורה היחידה בקלות ומעשית בכיתה A.
חסרונות מגבר Class A
- בגלל אספקת החשמל הגדולה וקירור החום, מגבר A הוא יקר ומסורבל.
- יש לו יעילות ירודה.
- בשל שנאי צימוד תגובת התדר אינה טובה כל כך.
יישומים של מגבר Class A
- המגבר Class A מתאים יותר למערכות מוזיקליות בחוץ, מכיוון שהטרנזיסטור משחזר את כל צורת הגל האודיו מבלי לנתק. כתוצאה מכך, הצליל ברור מאוד וליניארי יותר, כלומר הוא מכיל רמות עיוות נמוכות בהרבה.
- הם בדרך כלל גדולים מאוד, כבדים והם מייצרים כמעט 4-5 וואט של אנרגיית חום לכל וואט תפוקה. לכן הם פועלים חם מאוד וזקוקים לאוורור רב. אז הם בכלל לא אידיאליים לרכב ולעיתים נדירות מקובלים בבית.
מקווה שכולכם אוהבים את המאמר הזה. לכל שאילתה, הצעה או פרויקטים אלקטרוניים אחרונים מידע, אנא הגיב למטה. אנו תמיד מעריכים את הצעותיך.
