Nyitólap

Miért pont Class D?

 

Modulrendszerű Integrált D osztályú erősítő (Analóg kapcsolóüzemű erősítő) 1958-ban megalkották a PWM (impulzus-szélesség modulált) erősítők alapjait. Az akkori technika még gyerekcipőben járt, nem voltak meg a megfelelő eszközök. Először elektroncsövekkel próbálták megoldani, de ez a kísérlet kudarcba fulladt. Csaknem 30 évvel később megjelentek az első félvezető alapú kapcsolóüzemű erősítők, amelyek akkoriban alulmaradtak lineáris (A- AB osztály) társaikkal szemben, ezért sokan negatív színben tüntették fel, szinte feledésbe merült ez a technika. A korai félvezetőkészlet lassúsága miatt kisebb volt a sávszélesség, nagyobb a torzítás. A XXI. század korszerű félvezetői már lehetővé teszik olyan D osztályú erősítők tervezését és építését, amelyek a High-End területeken is megállják a helyüket.

Kis összehasonlítás:

A hagyományos A-AB osztályú erősítők a kimeneti jelet a terhelés és a tápfeszültség között létrehozott feszültségosztással állítják elő, lineáris üzemben. Ennél fogva a teljesítményfokozat alkatrészeinek a megfelelő kimeneti teljesítmény létrehozásához a lineáris működés alatt tetemes teljesítmény-disszipációt kell elviselniük (és hő formájában leadniuk), hiszen a tranzisztorokon áram és feszültség egy időben jelen van, amely a rossz hatásfok mellett a végső méretet, és a minőségi jellemzőket is hátrányosan befolyásolhatja. Az eszközök egy másik csoportja a D osztályú erősítők, amelyek egy precíziós komparátor segítségével másodpercenként több százezer mintát vesznek a jelből, és a teljesítményfokozatot rendkívül gyorsan, kis periódusidővel kapcsolgatva vezérli. A kapcsolóüzemnek köszönhetően áram és feszültség csak rendkívül rövid ideig van jelen a félvezetőn, ennek köszönhetően számottevő disszipáció csak az átkapcsolási tranziens alatt keletkezik. A hangfrekvenciás vezérlési információt a be- és kikapcsolások időtartamának aránya (kitöltési tényező) hordozza.

 

A PWM ( impulzus-szélesség modulált jel):

Az így előállított impulzus-szélesség modulált jel spektrumából a kapcsolási frekvenciát, és annak egész számú többszöröseit kiszűrve visszanyerhető az impulzusok szélességét meghatározó hangfrekvenciás moduláló jel. A szűrő legtöbbször egy gyors, passzív, dinamikus aluláteresztő szűrő, amely kis kimeneti ellenállást biztosít, ezáltal lehetővé teszi a hangsugárzók határozott vezérlését (nagy damping faktor), és dinamikus jellegénél fogva megoldja a kimenet felőli teljesítmény visszatáplálást. (A hagyományos lineáris erősítők esetén a visszatáplált energia teljes mértékben hővé alakul. ) Ezen felül a kapcsolóüzemű erősítők a kis teljesítményveszteség miatt igen jó hatásfokkal működnek. így elődjeikhez képest kisebb súllyal és kisebb méretben valósíthatóak meg.

 

 

*A kapcsolóüzemű erősítő kimeneti árama (szűrő előtt) tartósan csak két szélső értéket vehet fel: amely vagy közel nulla, vagy az áramkör elemei által meghatározott maximális (általában tápfeszültség maximum) érték. A kimenő áram (szűrő után) átlagértéke (I*t) lesz a vezérlőjellel arányos.

 

2015