Amplificadores de Potência

Amplificadores de
Potência
Aula 2
Amplificadores de Potência
—  Requer transistores de elevada potência;
—  Dissipação de calor é um ponto crítico do projeto;
—  São divididos em classes;
—  Sinal de saída pode conter distorções.
Amplificadores de Potência
—  Eficiência
Amplificadores de Potência
—  Classe A – Sinal de saída varia por um ciclo
completo de 360o para um ciclo completo do sinal
de entrada.
—  Amplificador com alimentação-série
Amplicador Classe A
we want to find. Their behavior equations are the following ones
IC = ( V - VCE ) / R
PCE = IC VCE = V VCE / R - VCE2 / R
∂ PCE / ∂ VCE = V / R - 2 VCE / R
Amplificador Classe A
[ ∂ PCE / ∂ VCE ] PCEmax = 0 ⇒ PCEmax = V2 / 4 R
—  Eficiência máxima
Eficiência Máxima
25 %
Amplicador Classe A
—  Deduza a eficiência máxima com base no circuito
abaixo:
Máxima VCE (p-p) = VCC
Máxima IC (p-p) = Vcc/Rc
Calcule
—  A potência de entrada, a potência de saída e a
eficiência do circuito amplicador da figura, para
uma tensão de entrada que resulte em uma
corrente de base de 10 mA pico.
Po (ca) = 0,625 W
Pi (cc) = 9,6 W
η = 6,5 %
Amplificador Classe A com
Transformador
Eficiência Máxima
50 %
Classe A com Trafo
R = 0 para DC
Classe A com Trafo
VCE pk = 2 *VCC
Eficiência Máxima
50 %
Amplificador Classe B
—  O transistor fica polarizado em um valor que o
mantém na região de corte, sendo ligado somente
quando o sinal é aplicado.
Configuração Push-Pull
Configuração Push-Pull
Configuração Push-Pull
Configuração Push-Pull
Crossover (Distorção)
Amplificador Classe B
—  Eficiência
—  Potência de Entrada – PCC = VCC *ICQ
ICC = 2/π * Ip
PiCC = (2/π * Ip)* VCC
—  Potência de Saída – Po = VL(rms)2 /RL
—  Eficiência máxima – VL(pico) = VCC
Eficiência Máxima
78,5 %
Exercício
—  Para um amplificador classe B que forneça um
sinal de 20 V de pico para uma carga de 16 ohms
(alto falante) e uma fonte de alimentação de Vcc =
30 V, determine a potência de entrada, a potência
de saída e a eficiência do circuito.
Resp:
Pi = 23,9 W
Po = 12,5 W
n(%) = 52,3 %
Dissipador para
Transistores
—  Silício (temp. máx) = 150 – 200 oC
—  Germânio (temp. máx) = 100 – 110 oC
Analogia Térmica
Junção – invólucro
Invólucro- dissipador
Dissipador -ambiente
Exercício
—  Um transistor de potência de silício é operado com
um dissipador (θsa = 1,5 oC/W). O transistor,
operando em 150 W (25 oC), tem θjc = 0,5 oC/W e a
isolação de montagem tem θcs = 0,6 oC/W. Qual a
potência máxima que pode ser dissipada se a
temperatura ambiente for de 40 oC e a temperatura
máxima do silício de 200 oC?