|
Kategorie: Diplomové, bakalářské práce |
Tento dokument chci!
Cílem práce bylo navrhnout a zkonstruovat jednoduchý audio zesilovač, který by vycházel v maximální míře ze zapojení a součástek použitých ve spínaných zdrojích (např. běžných ATX zdrojů pro počítače). Hlavní motivací k vývoji je existence velkého množství starých zdrojů, které nemají využití, a velký zájem uživatelů o stavbu domácích audio zesilovačů malého a středního výkonu. Zesilovače na bázi spínaných zdrojů mají větší účinnost a menší hmotnost, než srovnatelné zesilovače klasické konstrukce (pracující ve třídách A, AB nebo B). Jejich nevýhodou je složitější návrh a vnesení zkreslení a rušivých signálů do zesíleného signálu. V této práci bude popsán návrh na konstrukci jednoduchého zesilovače, který bude minimalizovat tyto negativní vlivy. Vzhledem k nedostatkům a špatným parametrům takto navrženého zapojení bude nakonec popsán a realizován návrh zesilovače ve třídě D.
.1.
U zesilovačů třídy používají dvě topologie zapojení koncových tranzistorů. Nevýhodou zapojení nutnost použití symetrického napájení.
Tranzistory typu MOSFET vyznačují nízkým úbytkem napětí sepnutém stavu,
malými hodnotami parazitních kapacit vysokou rychlostí spínaní rozpínání.5
Obr. 1. Stejným způsobem nutné tento náboj elektrody co
nejrychleji odčerpat docílit tak velmi strmé sestupné hrany. Nejčastěji
se používají výkonové tranzistory MOSFET, které jsou řízené elektrickým polem a
k jejich úplnému sepnutí tedy zapotřebí dodat elektrodu (gate) náboj určité
velikosti. Je
to zapojení polovičního nebo úplného mostu. Tím docílí velmi strmé náběžné hrany, která opačném případě
způsobovala ztráty tranzistoru. případě, by
najednou byly sepnuty oba tranzistory, obvodem tekl velký proud, který měl za
následek destrukci tranzistorů.4: Vznik PWM signálu (převzato upraveno [3]).5. Budič zajišťuje sepnutí vždy pouze jednoho tranzistoru.4. Zapojení polovičního mostu na
obr. Některé
výkonové tranzistory MOSFET obsahují pouzdře řídící logické obvody MOS, které
zajišťují vybrané ochranné řídící funkce. Dále
pak výstupní signál může obsahovat stejnosměrnou složku, proto zapotřebí série
s reproduktorem zapojit oddělovací kondenzátor CV. Proto tomuto stavu musí zamezit krátkým časovým
okamžikem mezi rozepnutím jednoho sepnutím druhého tranzistoru, označovaným
jako “dead time”. Jelikož náboj roven velikosti proudu, který obvodem proteče danou
dobu, musí být tento proud pokud možno největší, aby doba sepnutí byla velmi
krátká.3 Budič koncový stupeň
Budič zprostředkovává spínání tranzistorů závislosti PWM signálu.
1. Velmi ostré hrany
obdélníkového signálu jsou však zároveň také zdrojem velkého rušení, neboť takový
signál obsahuje velké množství vyšších harmonických složek [2]. Jednou těchto funkcí omezení záporných
napěťových špiček při spínání induktivní zátěže
