Amplificator de clasă d, cip - circuit de amatori

Destul de ciudat, dar amplificatoare clasa D au fost dezvoltate încă din 1958. Deși, dacă vă referiți despre nanotehnologie se referă la 1959, nu este deloc ciudat (aprox. ANDREAS). În general, la mijlocul secolului trecut a fost bogat în dezvoltarea științifică, suntem abia acum încep să fie folosite, iar noi, în opinia mea, este oferit aproape nimic. În plin acest lucru se aplică și pentru amplificatoare de clasa D, care au câștigat popularitate pe scară largă la începutul secolului 21.

Avantajele amplificatoare clasa D

Tastele etapă de ieșire a unui astfel de ieșire amplificator cu naveta de autobuz putere negativă și pozitivă, creând astfel o serie de impulsuri pozitive și negative. Eficiența teoretică a amplificatorului de clasă D este de 100%. Adică, toată puterea furnizată sarcinii. Dar, desigur, în practică, MOSFET (tranzistori MOS) nu sunt comutatoare ideale, și au o rezistență. În consecință, au petrecut o parte din energia. Cu toate acestea, eficiența D amplificatoare audio de clasă mai mare de 90%. Comparativ cu un randament maxim de 78% pentru clasa ULF B, este cea mai productivă a ratei liniare a> 90% este un puternic clasa economic argument D.

Sau digitale încă impulsuri?!

aceste amplificatoare sunt adesea numite digitale. Acest termen este ferm înrădăcinată în spatele lor, dar numele a amplificatorului digital este incorectă. Lucrări ULF bazate pe clasa D lățime a impulsului de modulare (PWM). De aceea, corect pentru a le numim amplificator de impulsuri. De ce sunt ele numite digitale? Este foarte simplu. Principiul de funcționare a amplificatorului este similar cu principiul logicii digitale. După cum știți, electronice digitale utilizate sistem binar. În caz contrar, puteți spune „este“ și „nu“ sau „adevărat“ și „fals“ sau „1“ și „0“ sau 5 volți și 0 volți. Aproximativ amplificator funcționează, de asemenea, clasa D, care este asociat cu etapa de ieșire tranzistori MOS. În ultimii ani, mai mult și mai este menționată în scopuri T. clasa B comerciale este evidentiat intr-o linie de amplificatoare separate. Dar, de fapt, este o punere în aplicare în continuare a clasei D.

Pe scurt despre principiul de lucru amplificator

Există o topologie de comutare jumătate de pod și punte. Mai jos este prezentat în figurile punerea lor în practică.

După cum se poate observa pe trecerea semipunte, la un moment dat, un singur tranzistor trebuie să fie deschis. Dacă deschideți doi, va exista un curent de scurt-circuit va creste in mod dramatic, ceea ce duce la un eșec al MOSFETs de ieșire. La momentul deschiderii unuia dintre tranzistori crește componenta de tensiune pozitivă, cealaltă - relativ negativă la conductorul zero. Dar există o perioadă de timp numit „mort“, atunci când ambele taste sunt închise. Deci, de data aceasta ar trebui să fie în intervalul de 5 ... 100 ns. În cele din urmă, aceasta afectează toate caracteristicile amplificatorului finit: calitatea și puterea.

Dacă doriți să obțineți un sunet de înaltă calitate, „timpul mort“ ar trebui să fie mai mici. Dar acest lucru crește probabilitatea unui scurtcircuit (așa cum sa discutat mai sus). Deoarece tranzistori MOS poate să nu aibă timp pentru a comuta. Prin urmare, este necesar să se aleagă componentele de mare viteză în selectarea componentelor electronice pentru amplificator clasa D.

recomandări cheie

La selectarea FET de putere să prefere MOPam cu rezistență redusă de canal și nivelul de încărcare a scăzut poarta. Soluția cea mai de succes pentru acest lucru sunt o serie de tranzistori IRFI4024x-117P în izolat 5-pini TO-220 pachete FullPak International Rectifier Company.

În multe feluri, forma ideală a curentului de sarcină depinde de PWM comparator. Aici sunt doar câteva controlere PWM:

Una dintre cele mai recente evoluții ale acestei clase a fost comparatoare PWM IRS20955S controler. IRS20955S de aplicare exclude din circuitul 27 la componentele externe. Built-in „timp mort“ setează valoarea curentă a acestui parametru pentru a asigura un nivel maxim de parametri calitativi ai amplificatorului de clasă D, și anume, distorsiune armonică scăzută și zgomot, precum și rezistența ridicată la interferențe. Întârziere de comutare tranzistori MOS poate fi setat la 15, 25, 35, 45 ns. IRS20955S funcționează la frecvențe de până la 800 kHz și pot fi utilizate nu numai în circuitul de jumătate de pod cu o sursă de alimentare bipolară, dar, de asemenea, în circuite de pod cu unipolar. Împreună cu o serie de tranzistori IRFI4024x-117P poate fi dublată pentru a reduce dimensiunea totală a plăcii de circuit pentru amplificator de putere și 500 wați.

La proiectarea unei plăci de circuit imprimat pentru amplificatorul de putere de clasă D este necesar să adere la metodele de proiectare a circuitului de dispozitive de înaltă frecvență. Poziționarea piesele pe PCB este necesară numai într-o singură direcție, și nu într-un mod haotic. Acest lucru va ajuta la evitarea componentei RF. Piesele negative, trebuie să elimine interferența de la liniile electrice prin instalarea de condensatoare ceramice de 1 nF și 10 nF.

Partea practică: un circuit amplificator de clasa D

Eficiența Amplificator este de 96%, la o sarcină pe impedanța difuzorului de 4 ohmi. Deoarece controlerul PWM este aplicat IRS20955S. La ieșirea există MOSFET de putere IRFI4212-117P, concepute special pentru clasa D. Mai precis, acest ansamblu de două MOSFET, conectate într-o jumătate de circuit punte. CED la putere maximă este de 1%; la 60 W - 0,05%. Gama de frecvențe de la 20 Hz la 35 kHz. Fluxuri de la o tensiune bipolară sursă de alimentare +/- 40 de volți. Toate evaluările componentelor de radio indicate în diagramă.