A apresentação está carregando. Por favor, espere

A apresentação está carregando. Por favor, espere

Amplificadores de Potência ou Amplificadores de Grandes Sinais Amauri Oliveira Fevereiro de 2011 Universidade Federal da Bahia Escola Politécnica Departamento.

Apresentações semelhantes


Apresentação em tema: "Amplificadores de Potência ou Amplificadores de Grandes Sinais Amauri Oliveira Fevereiro de 2011 Universidade Federal da Bahia Escola Politécnica Departamento."— Transcrição da apresentação:

1 Amplificadores de Potência ou Amplificadores de Grandes Sinais Amauri Oliveira Fevereiro de 2011 Universidade Federal da Bahia Escola Politécnica Departamento de Engenharia Elétrica UFBA 1

2 Características: Estágio final de amplificação; Amplificação de grandes sinais; Transferência de potência para a carga; Impedância de saída e ganho depende da carga. Fonte de sinal Estágio Inicial Estágio Intermediário Estágio Final Carga Fonte de alimentação GND Amplificador 2

3 Itens de Interesse - motivo: Classes de operação de amplificadores – tem relação com amplificação de grandes sinais e rendimento nos circuitos; Rendimento nos amplificadores e modelo térmico dos transistores – Tem relação com transferência de potência para a carga, perda de potência e aquecimento dos transistores; Exemplos e projeto de amplificadores de potência – modelos de circuito considerando amplificação, polarização e aquecimento de dispositivos. 3

4 Classes de operação Classe A; Classe B; Classe AB; Classe C; Classe D. As classes de operação de um amplificador de um estágio tem relação com a característica do sinal de saída em função da sua excursão e do ponto de polarização do dispositivo amplificador. Como será visto adiante, o rendimento em amplificadores também tem relação com a classe de operação. As classes de operação (ou de amplificadores) são definidas como: Para definir as classes de operação podemos usar o amplificador emissor comum 4

5 Classes de operação e ponto de operação Classe A : V1=0,640; Classe B: V1 =0,55; Classe AB: V1=0,6; Classe C: V1=0,5; Classe D !. A B AB C 5

6 Classes de operação e excursão do sinal Classe A : - V1=0,640, Ic=3mA; - Saída com excursão de 360° A Q1 BC547A VCC 12V V1 0,64 V V2 27 mVpk 1kHz 0° R1 2.2kO 6

7 Classes de operação e excursão do sinal Classe B: -V1 =0,55 e Ic=0; -Saída com excursão de 180° B Q1 BC547A VCC 12V V1 0,55 V V2 102 mVpk 1kHz 0° R1 2.2kO 7

8 Classes de operação e excursão do sinal Classe AB: -V1=0,6V, Ic=0,92mA; -180°

9 Classes de operação e excursão do sinal Classe C: -V1=0,5V, Ic=0; -Excursão do sinal < 180° -Aplicação em circuitos de comunicação ! C Q1 BC547A VCC 12V V1 0,5 V V2 165 mVpk 1kHz 0° R1 2.2kO 9

10 Rendimento nos amplificadores de potência Estágio Final Carga Fonte de alimentação PiPi PoPo Perdas por aquecimento de componentes P i – Potência média fornecida pela fonte; P o – Potência média de sinal na carga. Rendimento 10

11 Rendimento nos amplificadores de potência Amplificador Classe A com Alimentação Série Q1 V CC RLRL vovo V o(p-p)MAX = V CC e I o(p-p)MAX = 2I Q Como reduzir perdas e aumentar o rendimento ? 11

12 Rendimento nos amplificadores de potência Amplificador Classe A com Transformador V o(p-p)MAX = 2V CC e I o(p-p)MAX = 2I Q Como reduzir perdas e aumentar o rendimento ? 12

13 Rendimento nos amplificadores de potência Amplificador Push-Pull com par complementar Par complementar Para Q1 e Q2 polarizados em classe B 13

14 Rendimento nos amplificadores de potência Amplificador Push-Pull com par complementar V opMAX = V CC 14

15 Rendimento, potência nos transistores e na carga Amplificador Push-Pull com par complementar Nesta Condição: 15

16 Rendimento, potência nos transistores e na carga Amplificador Push-Pull com par complementar Exemplo: R L = 8 e P oMAX =16W Determinar: V CC e P tMAX 16

17 Modelo térmico dos transistores Os transistores do estágio de potência estão submetidos a níveis apreciáveis de potência elétrica que pode ser transformada em calor (aquecimento dos transistores). Para determinar este aquecimento é necessário conhecer o modelo térmico dos transistores (dados térmicos). Exemplo: BD135 (BD pdf)BD pdf Aplicar a exemplo anterior, e verificar se um BD135 pode ser utilizado. 17

18 Modelo térmico dos transistores Representação da primeira lei da termodinâmica (conservação de energia) Exemplo: Potência (energia por unidade de tempo) em um resistor aquecido por efeito Joule. Energia recebida = energia dissipada + energia acumulada 18

19 Modelo térmico dos transistores Sistema elétrico análogo ao sistema térmico Sistemas análogos – sistemas com equações análogas Equação do sistema térmico análoga Sistema térmico PePe G th TRTR TaTa C th Sistema elétrico IGvCvC vava C Grandezas Análogas: Representação do sistema térmico do resistor usando analogia com o sistema elétrico 19

20 Modelo térmico dos transistores Equações térmicas para um transistor Representação usando analogia com sistema elétrico ou Modelo Térmico Simplificação na condição de regime ! 20

21 Modelo térmico dos transistores Condição de regime térmico e utilização de dissipador 21 A utilização de um dissipador acoplado ao transistor, melhora a condutância térmica entre o transistor e o ambiente (reduz R th mb-a ). Com isto, para mesmos valores de T j e T a o transistor pode ser usado com um P e maior, e passar mais potência para a carga. dissipador R th mb-a também pode ser diminuída utilizando uma ventoinha.

22 Modelo térmico dos transistores Condição de regime térmico e utilização de dissipador 22 Dados de dissipadores, exemplo: SERIE LPD (LPD.pdf)(LPD.pdf) Continuar exemplo com BD135

23 Polarização de Circuitos Classe B e Classe AB Polarização com diodos 23 Porque usar fonte de corrente ? Polarização com multiplicador V BE Porque usar circuito classe AB ?

24 Polarização de Circuitos Classe B e Classe AB Distorção de cruzamento (crossover) em amplificadores push-pull 24 Origem – tensão V B12 de polarização insuficiente Característica de Transferência

25 Polarização de Circuitos Classe B e Classe AB Distorção de cruzamento (crossover) em amplificadores push-pull 25 Distorção de 3ª harmônica ! Exemplo:

26 Exemplo de estágio de potência e driver 26 driver Exemplo

27 Exemplos de amplificadores de potência 27 Amplificador de potência com componentes discretos (AN-1490) Amplificador de potência em CI (TDA1521A_CNV_2)


Carregar ppt "Amplificadores de Potência ou Amplificadores de Grandes Sinais Amauri Oliveira Fevereiro de 2011 Universidade Federal da Bahia Escola Politécnica Departamento."

Apresentações semelhantes


Anúncios Google