Проектування підсилювача потужності звукової частоти класу Д
потужністю порядку 500 Вт на основі мікросхемного високошвидкісного
та потужного драйвера IR2011S.
ВСТУП
У сучасній техніці широко використовується принцип керування енергією, що дозволяє за допомогою витрати невеликої кількості енергії управляти енергією, але на багато разів більшою. Форма як керованої, так і керуючої енергії може бути будь-якою: механічною, електричною, світловою, тепловою і т. д.
Окремий випадок керування енергією, при якому процес керування є плавним й однозначним і керована потужність перевищує керуючу, зветься посилення потужності або просто посилення; пристрій, що здійснює таке керування, називають підсилювачем.
Дуже широке застосування в сучасній техніці мають підсилювачі, у яких як керуюча, так і керована енергія являє собою електричну енергію. Такі підсилювачі називають підсилювачами електричних сигналів.
Підсилювачі широко застосовуються в телемеханіці, автоматиці, обчислювальних пристроях, в апаратурах ядерної фізики, хімічного аналізу, геофізичної розвідки, медичної, музичної й у багатьох інших приладах.
Із трьох типів транзисторних каскадів для посилення напруги придатні два: каскади із загальною базою й каскад із загальним емітером. Каскад із загальним колектором може бути застосований у багатокаскадних системах, однак безпосереднього посилення напруги такий каскад не дає й виконує допоміжну роль.
Для посилення напруги звукових частот найбільш придатний каскад із загальним емітером, тому що він має більш високий вхідний й більш низький вихідний опір в порівнянні з каскадом із загальною базою.
Акцентуємо свою увагу на підсилювачах класу Д. Тобто аналогових підсилювачах, головний транзисторний каскад яких працює в режимі ключа. Вхідним сигналом даного підсилювача є послідовність імпульсів, які задіюють головний транзистор, що працює в режимі ключа.
Уперше імпульсний метод посилення звукових сигналів з використанням ШІМ був запропонований в 1953 р. Д. В. Агєєвим [9]. У роботах В. В. Маланова й К. П. Полова імпульсний метод посилення звукових сигналів одержав подальший розвиток. Велика заслуга у виконанні теоретичних досліджень систем із ШІМ належить В. В. Маланову [7]. Їм був запропонований і розроблений цілий ряд різних варіантів ШІМ, що дозволили істотно поліпшити експлуатаційні й енергетичні показники ключових підсилювачів. В. В. Малановим і К. П. Половим уперше була почата спроба створення потужного ключового підсилювача звукових частот для цілей провідного віщання [7].
Метою даної роботи є спроба пов’язати основні втрати, що призводять до зниження загального ККД в підсилювачі, з частотою слідування імпульсів ШІМ-напруги вхідного сигналу, а також вибір ключового транзистора в підсилювачі П2007 на основі Inteational Rectifier High Power Class D Audio Power Amplifier using IR2011S [4].
ВСТУП
У сучасній техніці широко використовується принцип керування енергією, що дозволяє за допомогою витрати невеликої кількості енергії управляти енергією, але на багато разів більшою. Форма як керованої, так і керуючої енергії може бути будь-якою: механічною, електричною, світловою, тепловою і т. д.
Окремий випадок керування енергією, при якому процес керування є плавним й однозначним і керована потужність перевищує керуючу, зветься посилення потужності або просто посилення; пристрій, що здійснює таке керування, називають підсилювачем.
Дуже широке застосування в сучасній техніці мають підсилювачі, у яких як керуюча, так і керована енергія являє собою електричну енергію. Такі підсилювачі називають підсилювачами електричних сигналів.
Підсилювачі широко застосовуються в телемеханіці, автоматиці, обчислювальних пристроях, в апаратурах ядерної фізики, хімічного аналізу, геофізичної розвідки, медичної, музичної й у багатьох інших приладах.
Із трьох типів транзисторних каскадів для посилення напруги придатні два: каскади із загальною базою й каскад із загальним емітером. Каскад із загальним колектором може бути застосований у багатокаскадних системах, однак безпосереднього посилення напруги такий каскад не дає й виконує допоміжну роль.
Для посилення напруги звукових частот найбільш придатний каскад із загальним емітером, тому що він має більш високий вхідний й більш низький вихідний опір в порівнянні з каскадом із загальною базою.
Акцентуємо свою увагу на підсилювачах класу Д. Тобто аналогових підсилювачах, головний транзисторний каскад яких працює в режимі ключа. Вхідним сигналом даного підсилювача є послідовність імпульсів, які задіюють головний транзистор, що працює в режимі ключа.
Уперше імпульсний метод посилення звукових сигналів з використанням ШІМ був запропонований в 1953 р. Д. В. Агєєвим [9]. У роботах В. В. Маланова й К. П. Полова імпульсний метод посилення звукових сигналів одержав подальший розвиток. Велика заслуга у виконанні теоретичних досліджень систем із ШІМ належить В. В. Маланову [7]. Їм був запропонований і розроблений цілий ряд різних варіантів ШІМ, що дозволили істотно поліпшити експлуатаційні й енергетичні показники ключових підсилювачів. В. В. Малановим і К. П. Половим уперше була почата спроба створення потужного ключового підсилювача звукових частот для цілей провідного віщання [7].
Метою даної роботи є спроба пов’язати основні втрати, що призводять до зниження загального ККД в підсилювачі, з частотою слідування імпульсів ШІМ-напруги вхідного сигналу, а також вибір ключового транзистора в підсилювачі П2007 на основі Inteational Rectifier High Power Class D Audio Power Amplifier using IR2011S [4].