آموزش الکترونیکالکترونیک

آمپلی فایر ۱۰۰وات بسازید

مدار تقویت کننده قدرت MOSFET 100W

 

 

مدار تقویت کننده قدرت با استفاده از MOSFET برای تولید خروجی ۱۰۰ وات برای راه اندازی بلندگوی ۸ اهم طراحی شده است. مدار تقویت کننده قدرت که در اینجا طراحی شده است، مزیت آن این است که با اعوجاج کمتری نسبت به اعوجاج و هارمونیک کامل، کارایی بیشتری داشته باشد.

اصل عملیات:

این مدار بر اساس اصل تقویت قدرت چند مرحله ای متشکل از پیش تقویت کننده ها، درایورها و تقویت توان با استفاده از MOSFET عمل می کند. پیش تقویت با استفاده از تقویت کننده دیفرانسیل انجام می شود، مرحله درایور تقویت کننده دیفرانسیل با مدار آینه  جریان  و تقویت توان با استفاده از عملیات کلاس MOSFET انجام می شود. MOSFET ها دارای مزیت بیشتر از BJT در داشتن یک مدار درایو ساده هستند، کمتر مستعد ایستادگی حرارتی و امپدانس ورودی بالا هستند. قبل از تقویت کننده متشکل از یک مدار تقویت کننده دیفرانسیل دو مرحله ای برای تولید سیگنال تقویت شده بدون نویز استفاده می شود. مرحله اول از قبل تقویت کننده شامل یک تقویت کننده اتصال دهنده امیتر حالت دیفرانسیل با استفاده از ترانزیستورهای PNP است. مرحله دوم شامل تقویت کننده دیفرانسیل با بار فعال برای افزایش ولتاژ است. مدار آینه جریان در واقع جریان خروجی را بدون توجه به تغییرات ولتاژ سیگنال ورودی ثابت نگه می دارد. این سیگنال تقویت شده سپس به مرحله آمپلی فایر فشرده سازی داده می شود که یک سیگنال خروجی با قدرت بالا تولید می کند.

مدار مدار تقویت کننده قدرت ۱۰۰ وات:

قطعات مدار:

R1 , R4 = 4K

R2: 100

R3: 50K

R5: 1K

R6: 50K

R7: 10K

R8، R9: 100

R10، R13: 470 R11: 100

R12: 3K

R14، R15: 0.33

C1: 10uF

C2، C3: 18pF

C4: 100nF

Q1، Q2: BC556، ترانزیستور PNP

Q3، Q4: MJE340، ترانزیستور NPN

Q5، Q6: ترانزیستورهای MJE350، PNP

Q7: کانال E-MOSFET، IRF530  N

Q8: P-channel E-MOSFET، IRF9530

V1، V2: +/- 50 V.

طراحی مدار مدار تقویت کننده MOSFET:

طراحی تقویت کننده دیفرانسیل مرحله ۱:

انتخاب مقاومت امیتر: برای تقویت کننده دیفرانسیل کارآمد، نسبت رد حالت معمول داده شده توسط R3 / R2 باید بالاتر باشد. مقدار R2 بسیار پایین تر از R3 است. در اینجا ما یک پتانسیومتر ۱۰۰ اهم را به عنوان R2 و ۵۰k مقاومت به عنوان R3 انتخاب می کنیم.

انتخاب مقاومت های کلکتور: برای افزایش دیفرانسیل حدود ۵۰ و مقاومت امیتر در حدود ۱۰۰ اهم، مقدار R1 و R4 به حدود ۴k محاسبه می شود.

انتخاب زوج خازن: در اینجا یک خازن ۱۰uF را برای جفت سیگنال ورودی AC به ورودی Q1 انتخاب می کنیم.

طبقه دیفرانسیل مرحله دوم:

انتخاب R11: برای یک جریان کلی امیتر حدود ۰٫۵A، ​​مقدار مقاومت امیتر به حدود ۱۰۰ اهم انتخاب می شود.

انتخاب R12: مقدار پتانسیومتر R12 توسط ولتاژ آستانه گیت MOSFET ها و جریان تقریبا جریان از طریق کلکتور Q4، که حدود ۵۰mA است، تعیین می شود و باعث می شود R12 حدود ۳ کیلو باشد. به طور مشابه، مقدار R7 حدود ۱۰ کیلواهم است.

انتخاب بار: در اینجا تقویت کننده دیفرانسیل به یک بار فعال، فعال می شود که یک مدار آینه ای است. در اینجا ما ترانزیستورهای PNP MJE350 را با مقاومت ۱۰۰ اهم در هر امیتر انتخاب می کنیم. برای اطمینان از تطبیق مناسب و معقول از ترانزیستورها مقاومت امیتر برای افت ولتاژ حدود ۱۰۰mV  است.

تقویت کننده قدرت خروجی مرحله آخر:

در اینجا ما MOSFET IRF530  N-کانال و P کانال MOSFET IRF9530 را به عنوان تقویت کننده های قدرت انتخاب می کنیم. برای ۱۰۰ وات توان و با ر ۸ اهم ، ولتاژ خروجی مورد نیاز حدود ۴۰ ولت  و جریان خروجی حدود ۵ آمپر  است. و مقدار مقاومت منبع حدود ۰٫۳۳ اهم می شود. و جریان هر یک از MOSFET ها به حدود ۱٫۶ آمپر می رسد (ولتاژ خروجی / (pi ضرب شده توسط مقاومت بار)).

مدار مدار تقویت کننده قدرت ۱۰۰ وات:

ترانزیستورهای PNP مدار، مدار تقویت کننده دیفرانسیل را تشکیل می دهند که یکی از ترانزیستورها سیگنال ورودی AC را دریافت می کند و ترانزیستور دیگر سیگنال خروجی را از طریق بازخورد دریافت می کند. سیگنال AC به پایه Q1 از طریق کوپلاژخازنی وصل شده و سیگنال بازخورد به پایه Q2 از طریق R5 و R6 تغذیه می شود. خروجی تقویت کننده با تنظیم پتانسیومتر تنظیم می شود. خروجی از تقویت کننده دیفرانسیل مرحله اول به ورودی تقویت کننده دیفرانسیل مرحله دوم تغذیه می شود. هنگامی که ولتاژ ورودی بیش از ولتاژ بازخورد (در صورت اولین تقویت کننده دیفرانسیل) شود،  ورودی های ولتاژ به ترانزیستور Q3 و Q4 تقویت کننده دیفرانسیل دوم به طور همزمان از یکدیگر نیز متفاوت خواهند بود. ترانزیستورهای Q5 و Q6 مدار آینه جریان را تشکیل می دهند. این مدار آینه جریان، جریان خروجی را به مدار تقویت کننده با مقدار ثابت فراهم می کند.

 

چون جریان کلکتور Q3 افزایش می یابد، جریان کلکتور Q4 برای حفظ جریان ثابت از طریق نقطه مشترک پایانه های امیتر Q3 و Q4 کاهش می یابد.

 

همچنین مدار آینه جریان یک جریان خروجی برابر با جریان کلکتور Q3 تولید می کند. پتانسیومتر R12  استفاده  مناسب DC را برای هر MOSFET  فراهم می کند. از آنجا که دو MOSFET در مکمل یکدیگر هستند، هنگامی که ولتاژ مثبت به گیت Q7 اعمال می شود، آن را فعال می کند. به طور مشابه برای ولتاژ آستانه منفی، Q8 فعال می شود. مقاومت های گیت برای جلوگیری از نوسان  خروجی MOSFET است.

 

مدارهای تقویت کننده قدرت MOSFET 100W:

این مدار می تواند برای بارگیری بارهای صوتی مانند بلندگو، به عنوان تقویت کننده صوتی مورد استفاده قرار گیرد.

این مدار می تواند برای درایور بارهای RF مانند آنتن با قدرت بالا مورد استفاده قرار گیرد.

این مدار می تواند برای پیاده سازی یک سیستم پخش بلندگو مورد استفاده قرار گیرد.

از این مدار را می توان در دستگاه های الکترونیکی مانند تلویزیون، کامپیوتر، پخش کننده mp3 و غیره استفاده کرد.

محدودیت این مدار:

MOSFET بیشتر در معرض تخلیه الکترواستاتیک قرار دارد.

MOSFET جریان بسیار بالایی را از منبع تامین می کند که می تواند کل مدار را صدمه بزند، مگر اینکه فیوز های ایمنی استفاده شود.

این مدار مستعد ابتلا به نوسانات فرکانس بالا است.

نمایش بیشتر

نوشته های مشابه

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

همچنین ببینید

بستن
بستن