Tính toán mạch công suất Class AB

Discussion in 'Bán dẫn' started by hien.t.nguyen, 18/3/08.

  1. hien.t.nguyen

    hien.t.nguyen Advanced Member

    Joined:
    6/3/08
    Messages:
    1.101
    Likes Received:
    22
    Location:
    HCM
    em có đề tài mới đây, mời các bác cùng tham gia !!!
     
    Tags:
  2. leminhfsc

    leminhfsc Advanced Member

    Joined:
    19/4/06
    Messages:
    508
    Likes Received:
    8
    chào bác, em đợi khá lâu không thấy bác viết tiếp tập 2, xin bác bớt chút thời gian, kính bác
     
  3. an-haiphong

    an-haiphong Advanced Member

    Joined:
    2/4/08
    Messages:
    564
    Likes Received:
    6
    Mạch công suất BD class AB đơn giản kiểu này các hãng đã làm nhiều và từ rất lâu rồi mà các bác,điển hình là amp PIONNER 7800 II hoặc các amp karaoke đang bán tràn lan trên thị trường,cần thiết chi nữa mà tính toán lại các mạch đang có sẵn rồi ???
     
  4. SLmutmut

    SLmutmut Advanced Member

    Joined:
    21/2/08
    Messages:
    281
    Likes Received:
    1
    Trích 2 câu đầu tiên trong file Class AB.pdf của anh Hiền:
    "Đây là một Schematic Class AB rất kinh điển,ít linh kiện,lắp ráp rất đơn giản,khả năng
    thành công rất cao!!!
    Trên Schematic này ta sẽ cùng tính toán các giá trị linh kiện chưa biết.
    "

    Em nghĩ điều này là rất tốt cho newbie (như em), mong các bác cao thủ tham gia ạ!
    Em mạn phép post trực tiếp file pdf ra đây cho anh em tiện theo dõi.

    -------------------------------Class AB.pdf---------------------------------
    ----------------------------------Start-------------------------------------

    [​IMG]

    Đây là một Schematic Class AB rất kinh điển,ít linh kiện,lắp ráp rất đơn giản,khả năng
    thành công rất cao!!!
    Trên Schematic này ta sẽ cùng tính toán các giá trị linh kiện chưa biết.
    Việc đầu tiên cần xác định là công suất ngõ ra của mạch công suất trên, ta chọn công suất
    là 120W trên tải 4 ohm (các Ampli thương mại cũng hay chọn giá trị này)
    Nếu tải có giá trị là 4 ohm, công suất 120W thì U(Vrms) ở 2 đầu tải sẽ là :
    Ta có P=UxU/R nên U= 21.9V chọn U= 22Vrms
    U đỉnh trên tải sẽ là 22 Vrms x 1.4142 # 31V như vậy nguồn DC cung cấp cho mạch
    công suất phải lớn hơn 31V (lớn hơn bao nhiêu ta sẽ tính sau!)
    Dòng chạy qua tải sẽ là 31/4 = 7.75A
    Ta chọn Transistor công suất có dòng lớn hơn 7.75 A khoảng 20-25% cho an toàn
    Nên chọn loại 10A như 2SD1047( đối xứng là 2SB817) hoặc tương đương
    Điện trở R614,617 có chức năng hồi tiếp âm, điều nhiệt, để bảo vệ Transistor công suất
    Thông thường có giá trị < 0.5 ohm, ta chọn 0.1 ohm, nếu dòng chạy qua là 7.75A thì rơi
    áp trên 2 đầu điện trở này là 0.775V , tổn hao công suất trên R614 là 2.7W(đỉnh) chọn
    R614,617 là 0.1 ohm/3W.Nên nhớ điện trở này càng lớn càng an toàn cho Transistor
    công suất , nhưng cũng làm tăng trở kháng ra, giảm hiệu suất của mạch công suất.
    2SD1047 khi Ic ở trên 6A thì Hfe chỉ còn có 20 lần thôi, nên dòng Ib = 7.75/20 # 390mA,
    rơi áp trên 2 đầu điện trở cách ly R609(10 ohm) là 3.9V,tổn hao công suất là 1.5W(đỉnh),
    nên chọn 10 ohm/2W

    Transistor Q603 chọn loại có dòng Ic lớn hơn 390mA ( nên chọn từ 500-1000mA) như
    KSE 340( đối xứng là KSE 350) Hfe khoảng 30 lần khi Ic trên 50mA, Ib = 390/30 =
    13mA.Chọn R607,624 sao cho rơi áp trên chúng khoảng 1.3 V thôi, ta tính được giá trị #
    100 ohm , tổn hao công suất trên chúng là 130 mW, chọn loại 100 ohm/0.25W
    Q602 có chức năng cung cấp dòng hằng cho Q603 ở bán kỳ + của tín hiệu hoặc Q612 ở
    bán kỳ - của tín hiệu . Nguồn dòng này cố định là 13mA trong bất kỳ tình trạng có hay
    không có tín hiệu , chú ý khi có tín hiệu là bán kỳ + thì dòng 13 mA chạy từ Q602-603-
    605 qua tải xuống mass nhưng ở bán kỳ âm thì có 2 dòng bằng nhau chạy qua Q612.
    1 dòng 13mA từ Q602 qua Q603 về B-, 1 dòng khác cũng là 13mA (nếu tất cả linh kiện
    thực sự đối xứng ) từ mass qua tải loa qua Q609-611-612 về BNhư
    vậy có 26mA chảy qua R627 = 47 ohm, trong khi dòng qua R603 chỉ 13mA như vậy
    để sụt áp trên 2 bán kỳ +/- đối xứng nhau thì R603 có giá trị = 2 x 47 =94 ohm, chọn 100
    ohm. Sụt áp qua R603 là 100 x 13 = 1.3V.
    Như vậy tổng sụt áp qua các điện trở và mối nối B-E là: 1.3+1.3+0.6+3.9+0.6+0.775 #
    8.5V, ta đang lý tưởng các mối nối C-E của Q 602,603,605 thực tế thì các mối nối C-E
    không phải là 0V khi dẫn bảo hoà , thực tế còn mất khoảng 5V nửa ( xác định bằng thực
    nghiệm) nên tổng sụt áp là 13.5V
    Như vậy nguồn B+ cần cung cấp là 31+13.5= 44.5V ta chọn 46V
    Bằng thực nghiệm ta chọn R604 từ 18K đến 150K
    Sụt áp qua 2 điện trở R601-R602 là 1.4-0.6 = 0.8V
    Chọn R601-R602 sao cho dòng qua chúng khoảng 2 mA để cung cấp cho 2 transistor vi
    sai mổi vế 1 mA ta tính được R601+R602 = 320 ohm ( dòng qua chúng là 2.5mA)
    Vì sụt áp R627 lúc không có tín hiệu là 13x47= 611 mV, mối nối B-E là 600 mV nửa nên
    điện áp 2 đầu R626 là 1.2V, dòng qua nó là 1mA nên R626 là 1.2K
    Độ lợi của mạch là R615/R621 ta chọn tuỳ ý R615 = R619 theo nhu cầu hồi tiếp sâu hay
    cạn sau đó tính R621 cho độ lợi toàn mạch khoảng 22-56 lần
    Giá trị tụ C605,C606 được tính sau cho tần số cắt dưới 1Hz là tốt
    Điện trở R612 được chon bằng thực nghiệm từ 10-100 ohm sao cho dòng qua R614
    khoảng 20mA lúc không có tín hiệu là an toàn..
    Trên đây ta đã tính toán đầy đủ nhưng có 1số ước lượng như Hfe, sụt áp mối nối B-E,C-E
    Thực tế cân chỉnh có khác chút ít nhưng chắc chắn không quá xa so với tính toán.
    Nếu có nhầm lẩn hay kiến thức có giới hạn điểm nào đó thì xin các cao thủ cứ mạnh dạng
    góp ý nhé!
    Trong đề tài tiếp theo sẽ tính toán phần nguồn, mạch bảo vệ, diện tích tản nhiệt…!
    Các bác cao thủ cùng đóng góp nhé !

    ----------------------------------End-------------------------------------
     
    anloxsuper likes this.
  5. n_nhoang

    n_nhoang Advanced Member

    Joined:
    29/7/06
    Messages:
    2.520
    Likes Received:
    20
    Các phần tính toán chưa đề cập đến trở kháng ra của mạch.Đây mới là cái mà bác Slmutmut đang cần :wink:
     
  6. khivang

    khivang Advanced Member

    Joined:
    2/10/06
    Messages:
    4.165
    Likes Received:
    33
    He, he em đồ rằng chưa chắc mình bác sờ lờ mút mút cần đâu nha :) . Dễ ợt à :
    R out = U out/ I out mừ ( Thường đo ở 1 Khz và các giá trị đều là RMS )
    Thuốc bác đang cần ko phải cái nì đâu ạ. :mrgreen:
     
  7. leminhfsc

    leminhfsc Advanced Member

    Joined:
    19/4/06
    Messages:
    508
    Likes Received:
    8
    các bác ơi, cái mạch này có thể thay đổi tổ hợp R612+D607+D605+D606 để cho nó chạy Class A được không ạ
     
  8. khivang

    khivang Advanced Member

    Joined:
    2/10/06
    Messages:
    4.165
    Likes Received:
    33
    Được bác ạ nhưng bác nhớ chuẩn bị rổ để đựng sò nướng nhé :) , vì mạch này ko có bù nhiệt phân cực tự động nên chắc bác chỉ kịp nghe hết đoạn dạo đầu của bài hát là...có sò nướng nhắm rượu :)
    Thân.
     
  9. hien.t.nguyen

    hien.t.nguyen Advanced Member

    Joined:
    6/3/08
    Messages:
    1.101
    Likes Received:
    22
    Location:
    HCM
    Trên đây em chủ yếu tính toán phần giá trị linh kiện thôi bác ạ.
    Về việc trở kháng ngỏ ra
    -Nếu theo cách tính xuôi thì ta tính trước trở kháng ngỏ ra không có hồi tiếp sau đó lấy trở kháng này chia cho hệ số khuyếch đại toàn mạch ta sẽ được trở kháng ngỏ ra mạch công suất,nhưng kết quả này thường mang tính tương đối vì ta đã lý tưởng hóa 1 số thông số kỹ thuật của linh kiện như bộ nguồn,bêta,Rce của BJT chẳng hạn...
    -Cách thường dùng và chính xác hơn là xác định bằng thực nghiệm.Ta cho tín hiệu vào mạch công suất với tải ngỏ ra là 1 điện trở thuần biết trước (8 ohm chẳng hạn).Đến khi tín hiệu ngỏ ra vừa chớm bị méo ta xác định được Vout1(rms).Sau đó tháo tải ra và tiếp tục tăng tín hiệu đầu vào để tín hiệu ngỏ ra lại bị méo như lúc có tải ta xác định được Vout2(rms).Dòng chạy qua tải 8 ohm là I= Vout1/8,điện áp chênh lệch khi có tải và không tải là V=Vout2-Vout1,Trở kháng ngỏ ra của mạch là R=U/I,cách xác định này là trở kháng ngỏ ra toàn mạch,có liên quan đến trở kháng của cả bộ nguồn.
    Chú ý rằng nếu bộ nguồn lý tưởng trở kháng ngỏ ra là 1 hằng số nhưng thực tế không như vậy :D
    Do đó nếu trở kháng ngỏ ra ta xác định với tải 8 ohm sẽ khác với lúc ta dùng tải 4 ohm và sẽ lại khác nhau khi ta thay đổi tần số tín hiệu vào.
    Thông thường trở kháng ngỏ ra của mạch khuyếch đại công suất classAB có hồi tiếp thường không khác nhau là mấy nếu so sánh giữa các mạch classAB với nhau nhưng khi kết hợp với bộ nguồn(trở kháng ngỏ ra toàn máy) thì khác nhau rất nhiều,nguyên nhân chính là nằm ở bộ nguồn.
    Vì vậy phương án tính trở kháng ngỏ ra bằng thực nghiệm luôn được sử dụng vì nó cho kết quả là trở kháng ngỏ ra của toàn mạch-phản ánh chất lượng của 1 ampli, không phải chỉ có chất lượng của mạch công suất.
    Thân.
     
  10. n_nhoang

    n_nhoang Advanced Member

    Joined:
    29/7/06
    Messages:
    2.520
    Likes Received:
    20
    Cảm ơn bác Hiên.t. nguyên đã nói khá cụ thể về trở kháng ra của mạch.Cho em hỏi thêm câu nữa là trong cụ thể sơ đồ mà bác Post lên ,muốn hạ thêm trở kháng ra thì phải làm như thế nào
     

Share This Page

Loading...