Uživatel:Krasepav

Z HPM wiki
Přejít na: navigace, hledání

Obsah

Zesilovače třídy D

Semestrální práce

Pavel Krásenský

Princip funkce

Princip funkce PWM modulace. Zdroj: maxim-ic.com

Zesilovače třídy D (nebo také spínané zesilovače) se odlišují od ostatních tříd v tom, že koncové tranzistory nepracují v lineárním režimu, ale čistě v režimu spínacím. Zatímco u konvenční třídy AB je na koncových tranzistorech napětí a zároveň jimi teče proud (P=U*I -> tím se vytváří teplo), je u třídy D na tranzistorech pouze napětí (rozepnuto) nebo pouze proud (sepnuto). Jejich teoretická účinnost je tedy až 100%, v praxi vzhledem k nedokonalosti součástek a limitní rychlosti přepínání lze dosáhnout účinnosti asi 95%.

Základní zapojení D-class zesilovače. Zdroj: maxim-ic.com

Koncové tranzistory jsou buzeny obdélníkovým signálem, který je po přivedení audiosignálu modulován buď pulzně-šířkovou modulací (PWM) nebo některým z pokročilejších druhů modulace (Sigma-delta I. nebo II. řádu...), někteří výrobci mají patentované vlastní techniky modulace. Často se používá také rozprostření spektra nosného kmitočtu, které napomáhá snížení amplitud EM rušení a v některých případech umožňuje provozovat zesilovač bez výstupního filtru.

Srovnání účinnosti reálného zesilovače třídy D oproti ideálnímu zesilovači třídy AB. Zdroj: bang-olufsen.com

Jako koncové tranzistory se nejčastěji používají MOSFET, přičemž jsou na ně kladeny vysoké nároky. Musí mít malý odpor v sepnutém stavu (Rdson), aby nevznikaly velké tepelné ztráty a zesilovač měl velkouo účinnost, ale zároveň musí mít dobré dynamické vlastnosti, aby mohly pracovat na vysokých frekvencích. Požadujeme malé parazitní kapacity a rychlé spínací časy, zde jdou však naše požadavky proti sobě, proto je volba tranzistorů vždy kompromisem.

Nejčastější použití

Srovnání výkonových ztrát reálného zesilovače třídy D oproti ideálnímu zesilovači třídy AB. Zdroj: bang-olufsen.com

Rozdělení

Podle vstupního signálu

Podle provedení

Podle výstupního filtru

Podle topologie koncového stupně

Výhody a nevýhody proti zesilovačům třídy AB

Výhody

Nevýhody



Fotografie

Srovnání velikosti PA zesilovačů v třídě AB oproti třídě D:

Srovnání velikosti PA zesilovačů v třídě AB oproti třídě D. Zdroj: audioweb.cz


Profesionální spínaný zesilovač Powersoft Digam K10:

Profesionální spínaný zesilovač Powersoft Digam K10


Powersoft K10 - pohled dovnitř:

Powersoft K10 - pohled dovnitř

Literatura

International Rectifier: Class D Audio Amplifier Basics

Bob Cordell - Designing Audio Power Amplifiers

Petr Štál: Výkonové audio zesilovače ve třídě D

Osobní nástroje
Jmenné prostory
Varianty
Akce
Navigace
Nástroje