عاكس موجة جيبية يستخدم وظائف مضخم من الفئة D عن طريق تحويل تردد إدخال جيبي صغير إلى PWM جيبية مكافئة ، والتي تتم معالجتها أخيرًا بواسطة سائق BJT جسر H لتوليد خرج التيار المتردد ذو الموجة الجيبية من مصدر بطارية DC.

ما هو مكبر للصوت من الفئة D

مبدأ عمل أ مضخم صوت من الفئة D هو في الواقع بسيط ولكنه فعال للغاية. يتم تقطيع إشارة الإدخال التماثلية مثل إشارة صوتية أو شكل موجة جيبية من مذبذب إلى PWMs مكافئة تسمى أيضًا SPWM.

هذه الجيب أو PWMs المكافئة SPWM يتم تغذية s إلى مرحلة BJT للقدرة ، حيث يتم تضخيمها بالتيار العالي ، ويتم تطبيقها على المرحلة الأولية من محول تصاعدي.

“التحكم في سرعة محرك التيار المستمر المتغير ”

يقوم المحول أخيرًا بتحويل المكافئ الجيبي SPWM إلى موجة جيبية 220 فولت أو 120 فولت تيار متردد ، ويكون شكلها الموجي متوافقًا تمامًا مع إشارة الموجة الجيبية المدخلة من المذبذب.

مزايا Class-D Inverter

الميزة الرئيسية للعاكس من الفئة D هي كفاءته العالية (حوالي 100٪) بتكلفة منخفضة بشكل معقول.

مكبرات الصوت من الفئة D سهلة البناء والإعداد ، مما يمكّن المستخدم من إنتاج محولات موجة جيبية فعالة وعالية الطاقة بسرعة دون الكثير من المتاعب التقنية.

نظرًا لأن BJTs يجب أن تعمل مع PWMs ، فإنها تتيح لها أن تكون أكثر برودة وفعالية ، وهذا بدوره يسمح لها بالعمل مع مبددات حرارة أصغر.

تصميم عملي

يمكن رؤية تصميم دائرة عاكس عملي من الفئة D في الرسم البياني التالي:

يمكن استبدال IC 74HC4066 بـ IC 4066 ، وفي هذه الحالة لن تكون هناك حاجة إلى 5V المنفصلة ، ويمكن استخدام 12V مشترك للدائرة بأكملها.

عمل العاكس pwm class-D بسيط إلى حد ما. يتم تضخيم إشارة الموجة الجيبية بواسطة مرحلة المرجع A1 إلى مستويات مناسبة لقيادة المفاتيح الإلكترونية ES1 - ES4.

المفاتيح الإلكترونية ES1 - ES4 تفتح وتغلق وتتسبب في توليد نبضات مستطيلة عبر قواعد الترانزستورات T1 - T4 بالتناوب.

يتم تعديل PWM أو عرض النبضات من خلال إشارة الجيب للإدخال مما يؤدي إلى تغذية PWMs المكافئة لترانزستورات الطاقة ، والمحول ، وينتج في النهاية التيار الكهربائي الموجي 220 فولت أو 120 فولت التيار المتردد عند خرج المحول الثانوي .

يتم تعديل عامل العمل للإشارة المستطيلة الناتجة من مخرجات ES1 - ES4 بواسطة اتساع إشارة الموجة الجيبية للمدخلات المضخمة ، مما يتسبب في تحويل إشارة SPWM إلى خرج يتناسب مع الموجة الجيبية RMS. وبالتالي فإن وقت نبضة الخرج يتوافق مع السعة اللحظية لإشارة الجيب للإدخال.

تحدد فترة التبديل بين وقت التشغيل ووقت الراحة معًا التردد الذي سيكون ثابتًا.

وبالتالي ، يتم إنشاء إشارة مستطيلة ذات أبعاد موحدة (موجة مربعة) في حالة عدم وجود إشارة دخل.

كطريقة لتحقيق موجة جيبية جيدة إلى حد ما عند خرج المحول ، يجب أن يكون تردد الموجة المستطيلة من ES1 على الأقل مرتين أعلى من أعلى تردد في إشارة الجيب للإدخال.

المفاتيح الإلكترونية كمضخمات للصوت

العمل القياسي لـ مضخم صوت PWM يتم تنفيذه بواسطة 4 مفاتيح إلكترونية مصنوعة حول ES1 --- ES4. لنفترض أن مدخلات op amp عند مستوى الصفر ، يتسبب في شحن المكثف C7 عبر R8 ، حتى يصل الجهد عبر C7 إلى المستوى الكافي لتشغيل ES1.

يغلق ES1 الآن ويبدأ في تفريغ C7 حتى ينخفض مستواه إلى ما دون مستوى التبديل ON من ES1. يقوم ES1 الآن بتبديل OFF لبدء شحن C7 مرة أخرى ، ويتم تشغيل / إيقاف تشغيل الدورة بسرعة بمعدل 50 كيلو هرتز ، كما هو محدد بواسطة قيم C7 و R8.

الآن ، إذا أخذنا في الاعتبار وجود موجة جيبية عند إدخال المرجع أمبير ، فإنه يتسبب بشكل فعال في حدوث تباين قسري في دورة الشحن لـ C7 ، مما يتسبب في تعديل مخرج ES1 PWM وفقًا لتسلسل الصعود والهبوط لـ إشارة موجة جيبية.

تنتج الموجات المستطيلة الناتجة من ES1 الآن SPWM الذي يختلف عامل العمل به الآن وفقًا للإشارة الجيبية للإدخال.

ينتج عن ذلك تبديل SPWM مكافئ لموجة جيبية بالتناوب عبر جسر T1 - T4 ، والذي بدوره يقوم بتبديل المحول الأساسي لتوليد أنابيب التيار المتردد المطلوبة من الأسلاك الثانوية للمحول.

نظرًا لأن جهد التيار المتردد الثانوي يتم إنشاؤه وفقًا لتبديل SPWM الأساسي ، فإن التيار المتردد الناتج هو موجة جيبية مكافئة تمامًا لإشارة جيب الإدخال.

مذبذب موجة جيبية

كما نوقش أعلاه ، سيحتاج مضخم العاكس من الفئة D إلى إدخال إشارة موجة جيبية من الموجة الجيبية أو الدائرة.

تُظهر الصورة التالية دائرة مولد موجة جيبية أحادية الترانزستور بسيطة للغاية والتي يمكن دمجها بفعالية مع عاكس PWM.

تردد ما ورد أعلاه مولد موجة جيبية حوالي 250 هرتز ، لكننا سنحتاج إلى أن يكون هذا حوالي 50 هرتز ، والذي يمكن تغييره عن طريق تغيير قيم C1 --- C3 ، و R3 ، و R4 بشكل مناسب.

بمجرد ضبط التردد ، يمكن ربط خرج هذه الدائرة بإدخال C1 و C2 للوحة العاكس.