مدار آمپلی فایر قدرت – 150وات

آمپلی فایر چیست

آمپلی فایر ها یکی از پراستفاده ترین مدارات در الکترونیک هستند . آن ها بلوک های تشکیل دهنده پایه در ارتباطات بی سیم و      سیستم های صوتی هستند که برای تقویت مشخصات سیگنال به کار می روند . آمپلی فایر را می توان دستگاهی الکترونیکی تعریف کرد که ولتاژ , جریان یا قدرت سیگنال ورودی را افزایش می دهد .

مدار آمپلی فایر 150وات

قبل از ارائه توضیحات در مورد مدار آمپلی فایر 150وات ابتدا با انواع آمپلی فایر ها , مدار آمپلی فایر قدرت , مفهوم آمپلی فایر قدرت و نحوه کار آن آشنا میشویم .

انواع آمپلی فایر

آمپلی فایر ها به دو دسته سیگنال ضعیف و آمپلی فایر قدرت تقسیم می شوند .

آمپلی فایر سیگنال ضعیف

آمپلی فایرهای سیگنال ضعیف در گیرنده های بیسیم , پیکاپ های آکوستیک , پخش کننده های نوار صوتی و پخش کننده های CD استفاده می شوند . یک آمپلی فایرسیگنال ضعیف طراحی شده است تا با سیگنال های ورودی کوچک کار کند. چنین آمپلی فایر هایی باید به هنگام تقویت سیگنال با ضریبی بزرگ حداقل نویز داخلی را تولید کنند. ترانزیستور های اثر میدان (FET) برای این نوع مدارات مناسبتر می باشند.

آمپلی فایر قدرت

آمپلی فایر های قدرت در فرستنده های رسانه ها , فرستنده های بیسیم و سیستم های صوتی قدرتمند استفاده می شوند .برای این کاربرد ها از ترانزیستورهای دو قطبی استفاده می شود و در این مدارات اکثرا قدرت خروجی و بازدهی مدار مورد نظر هستند.

مدار آمپلی فایر قدرت

مداریک آمپلی فایر قدرت طراحی شده است تا بارهایی مانند بلندگو را با حداقل مقاومت خروجی راه اندازی کند. بلندگوها قدرت زیادی را در امپدانس پایین نیاز دارند. در اینجا مدار آمپلی فایر ما با صورت پوش پول (push-pull) کلاسAB طراحی شده است.

ایده پشت طراحی یک مدار آمپلی فایر راه های مختلف بایاس کردن یک ترانزیستور دوقطبی (BJT) است. سیگنال الکتریکی خروجی میکروفون ضعیف است . بنابراین این سیگنال ولتاژ پایین تا اندازه ی قابل قبولی با پیکره بندی امیترمشترک(CE) یک ترانزیستور دوقطبی که در حالت کلاس A بایاس شده است تقویت می شود.

در این حالت خروجی یک سیگنال تقویت شده وارونه است که قدرت کمی دارد . دو ترانزیستور قدرت دارلینگتون در پیکره بندی کلاس AB قرار میگیرند تا قدرت این سیگنال را تقویت کنند . یک ترانزیستور که در حالت کلاسA پیکره بندی شده است وظیفه راه اندازه این چینش ترانزیستور را دارد .

مفهوم آمپلی فایر قدرت

بخش های اصلی این مدار تقویت کننده کلاس AB و تقویت کننده ولتاژ کلاس A است . یک ترانزیستور بایاس شده در حالت کلاس AB یک سیگنال خروجی تقویت شده را برای نصف سیگنال ورودی تولید می کند . بنابراین آمپلی فایر کلاس AB از دو ترانزیستور تشکیل می شود که یکی برای نیمی از سیگنال ورودی و دیگری برای نیمه دوم سیگنال جریان را از خود عبور می دهد .

در عمل آمپلی فایر کلاس AB برای بایاس کردن دو ترانزیستور دارای دیود است تا اعوجاج همگذری(crossover distortion) را حذف کند . ترانزیستوری که در حالت کلاس A بایاس شده است با بازدهی کم یک سیگنال وارون از سیگنال ورودی را ایجاد می کند.

نحوه کار آمپلی فایر قدرت

طراحی های مختلفی برای نیاز های متفاوت 20وات , 50وات و 100وات  RMSبرای آمپلی فایر های قدرت وجود دارد .مدار یک آمپلی فایر قدرت از مدارات خاصی تشکیل شده است تا بهره ولتاژ و قدرت تولید کند که از سه مرحله تقویت تشکیل می شود :

• مرحله تقویت ولتاژ
• مرحله درایور یا راه انداز
• مرحله یا استیج خروجی

دیاگرام زیر این مراحل را نشان می دهد :

شماتیکی که در ادامه مطلب آورده شده است مربوط به مدار آمپلی فایر قدرت 150وات می باشد.

این مدار از ترانزیستور های TIP142وTIP147 در ترکیب دارلینگتون استفاده می کند تا 150 وات توان حقیقی (RMS) را به یک اسپیکر 4اهمی منتقل کند. این زوج ترانزیستور دارلینگتون می توانند جریان 5آمپر و ولتاژ100ولت را تحمل کنند.

دو ترانزیستور BC558 Q4وQ5

دو ترانزیستور BC558 Q4وQ5 نقش پیش تقویت کننده یا پری آمپلی فایر را دارند و TIP142وTIP147 با هم به همراه TIP41 برای راه اندازه اسپیکر به کار رفته اند. این مدار از یک منبع ولتاژ دوبل 5آمپر تغذیه می شود .

بخش پری آمپلی فایر این مدار روی ترانزیستور های Q4وQ5 که یک آمپلی فایر تفاضلی را تشکیل می دهند بنا شده است .آمپلی فایر تفاضلی نویز را کاهش می دهد و راهی برای اعمال فیدبک منفی ایجاد می کند. بنابراین عملکرد کلی مدار بهبود می یابد.

سیگنال ورودی به پایه بیس ترانزیستورQ4 و محل تقاطع مقاومت های 0.33اهم و 22کیلو اهمی اعمال می شود . یک طبقه آمپلی فایر پوش پول کلاس AB مکمل با Q1وQ2 برای راه اندازی اسپیکر ساخته شده است .دیود های D1وD2 جفت مکمل را بایاس می کند و از عملکرد صحیح در حالت کلاس AB اطمینان حاصل می کند. ترانزیستور Q3 جفت پوش پول را راه اندازی می کند و بیس آن مستقیما به بیس ترانزیستور Q5 کوپل شده است.

برای راه اندازی این مدار از یک منبع تغذیه متقارن +/- 40 ولت رگوله نشده استفاده می شود .این منبع تغذیه برای راه اندازی یک کانال کافی است و برای مصارف استریو مقادیر جریان ترانسفورمر , دیود ها و فیوز ها باید دو برابر شوند . عکس بالا مدار تغذیه را نشان می دهد .

کاربرد های آمپلی فایر قدرت

راه اندازی اسپیکر با امپدانس ورودی کم

راه اندازی آنتن های پرقدرت برای ارسال امواج در محدوده وسیع

معایب

استفاده از BJT ها باعث اتلاف توان بیشتر میشود و این امر بازدهی مدار را کاهش می دهد.

این مطلب حاوی اطلاعاتی درباره آمپلی فایرهای قدرت انواع آن ها و نحوه کار آن ها می باشد و امید است که در درک بهتر این مفاهیم مفید واقع شده باشد . ما را با بازخوردهای خود در بخش نظرات برای هر چه بهتر شدن مطالب یاری نمایید.

مقاله مرتبط :  پروژه آمپلی فایر سوئیچینگ 

منبع : elprocus.com

اگر این نوشته‌ برایتان مفید بود لطفا کامنت بنویسید.