Mạch Công Suất Class A
Mạch Class A được xem là một trong những mạch khuếch đại âm thanh tiêu chuẩn được sử dụng rộng rãi, tuy nhiên không phải ai cũng có kiến thức và hiểu biết cơ bản về mạch Class A. Cùng Bảo Châu Elec khám phá những điều cần biết về mạch Class A trong bài viết sau nhé!
Mạch Class A là gì?
Mạch Class A là một loại mạch khuếch đại tín hiệu điện được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị âm thanh và điện tử. Mạch này hoạt động ở chế độ tương đương với trạng thái dòng điện tối đa của nó, giúp tạo ra chất lượng âm thanh tốt hơn và độ méo thấp. Mạch Class A có hiệu suất hoạt động thấp, chỉ khoảng 25%.
Mạch Class A được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị âm thanh chất lượng cao như ampli đèn và ampli điện tử. Điều này là do mạch Class A có thể tạo ra chất lượng âm thanh cao hơn và độ méo thấp hơn so với các loại mạch khuếch đại khác. Tuy nhiên, mạch Class A tốn nhiều điện năng hơn và có kích thước lớn hơn so với các loại mạch khuếch đại khác.
Công dụng của mạch Class A
Mạch Class A được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị âm thanh như ampli, preamp, các thiết bị xử lý âm thanh và các loại thiết bị điện tử khác. Cụ thể, vai trò của mạch Class A bao gồm:
Khuếch đại tín hiệu: Mạch Class A được sử dụng để khuếch đại tín hiệu âm thanh và điện tử, giúp nâng cao chất lượng tín hiệu đầu vào.
Điều khiển độ lớn tín hiệu: Mạch Class A có khả năng điều khiển độ lớn tín hiệu đầu ra, giúp điều chỉnh âm lượng và độ lớn tín hiệu phù hợp với yêu cầu sử dụng.
Điều chỉnh tần số: Mạch Class A được sử dụng để điều chỉnh tần số của tín hiệu đầu vào, đảm bảo chất lượng âm thanh được tái tạo chính xác.
Cải thiện chất lượng âm thanh: Mạch Class A giúp cải thiện chất lượng âm thanh, đặc biệt là độ méo thấp và tín hiệu ra có dạng sóng mượt mà.
Điều khiển độ méo: Mạch Class A được sử dụng để giảm độ méo khi khuếch đại tín hiệu âm thanh, đảm bảo tín hiệu đầu ra có chất lượng cao.
Mạch Class A được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị âm thanh và điện tử nhằm tăng độ lớn của tín hiệu điện. Các thiết bị sử dụng mạch Class A bao gồm ampli đèn và ampli điện tử, đầu phát và tiền khuếch đại âm thanh, preamplifier, mixer, và các thiết bị yêu cầu chất lượng âm thanh cao.
Nguyên lý hoạt động của mạch Class A
Nguyên lý hoạt động của mạch Class A là khuếch đại tín hiệu bằng cách sử dụng transistor làm thiết bị khuếch đại. Mạch Class A hoạt động ở chế độ tương đương với trạng thái dòng điện tối đa của transistor, giúp tạo ra chất lượng âm thanh tốt hơn và độ méo thấp.
Mạch Class A sử dụng một transistor và tạo ra một dòng điện đều và liên tục qua transistor, ngay cả khi không có tín hiệu điện vào. Khi có tín hiệu điện vào, mạch sẽ điều chỉnh dòng điện qua transistor để khuếch đại tín hiệu đó lên mức độ lớn hơn. Điều này làm cho transistor luôn hoạt động trong phạm vi dòng điện tối đa, giảm thiểu độ méo và giữ cho tín hiệu âm thanh được tái tạo chính xác nhất.
Mạch Class A cung cấp độ khuếch đại tín hiệu cao, tín hiệu ra có dạng sóng lớn, mượt mà và độ méo thấp. Tuy nhiên, mạch này tốn nhiều điện năng và có hiệu suất khuếch đại thấp hơn so với các loại mạch khuếch đại khác như mạch Class AB hay mạch Class D.
Trong mạch Class A, transistor được thiết kế để hoạt động ở trạng thái tắt (off) khi không có tín hiệu điện vào và ở trạng thái bật (on) khi có tín hiệu điện vào. Khi transistor ở trạng thái tắt, điện áp tại đầu ra sẽ gần như bằng không. Khi transistor ở trạng thái bật, dòng điện qua transistor sẽ tăng và tín hiệu điện vào sẽ được khuếch đại.
Để đảm bảo transistor hoạt động trong phạm vi dòng điện tối đa, mạch Class A thường được thiết kế với dòng điện tối đa lớn hơn so với dòng điện đầu vào. Vì vậy, mạch Class A có thể tiêu tốn nhiều điện năng hơn và có kích thước lớn hơn so với các loại mạch khuếch đại khác.
Ưu và nhược điểm của mạch Class A
Mạch Class A có nhiều ưu điểm nhưng cũng tồn tại một số nhược điểm, dưới đây là các ưu và nhược điểm của mạch Class A:
Ưu điểm:
– Không có miền phi tuyến: Chỉ sử dụng một sò duy nhất hoạt động nên trong công đoạn hoạt động chúng sẽ không tạo ra miền phi tuyến hay méo xuyên tâm.
– Sử dụng Class A có thể có một số sai số: Trường hợp này, người dùng chỉ cần duy trì mức điện áp của sò DC ở mức ổn định. Khi đó, tình trạng sai số sẽ được giảm đi đáng kể, cho chất lượng âm thanh chân thực hơn. Cần sử dụng bộ nguồn có công suất mạnh và bộ lọc có chất lượng tốt.
– Chất lượng âm thanh tốt: Mạch Class A cung cấp chất lượng âm thanh tốt hơn so với các loại mạch khuếch đại khác, đặc biệt là độ méo thấp và tín hiệu ra có dạng sóng mượt mà.
– Tính ổn định cao: Mạch Class A có độ ổn định cao do transistor hoạt động trong phạm vi tối đa dòng điện và dòng điện qua transistor đều và liên tục.
– Khả năng tái tạo tín hiệu tốt: Mạch Class A có khả năng tái tạo tín hiệu âm thanh chính xác và đáp ứng nhanh các tín hiệu có tần số cao.
Nhược điểm:
– Tiêu thụ năng lượng cao: Mạch Class A tiêu tốn nhiều điện năng hơn so với các loại mạch khuếch đại khác vì transistor luôn hoạt động trong phạm vi tối đa dòng điện.
– Hiệu suất khuếch đại thấp: Do transistor hoạt động ở phạm vi tối đa dòng điện, hiệu suất khuếch đại của mạch Class A thấp hơn so với các loại mạch khuếch đại khác như mạch Class AB hay mạch Class D.
– Kích thước lớn: Vì cần sử dụng transistor có khả năng chịu dòng điện lớn, mạch Class A thường có kích thước lớn hơn so với các loại mạch khuếch đại khác.
– Công suất tiêu thụ lớn: Class A thường được thiết kế với công suất đầu vào khoảng 100W và đầu ra loa khoảng 25W. Do đó, 75W còn lại được sử dụng để tiêu tan dưới dạng nhiệt trong các mảnh vụn năng lượng. Đây là nhược điểm lớn nhất của ampli class A so với ampli class AB. Đối với Amply Class A, sò công suất sẽ không tắt dù không có dòng điện chạy qua, bởi mạch Class A hoạt động dựa vào một sò độc nhất kết nối chung với toàn bộ thiết bị trong hệ thống.
– Tản nhiệt tốn kém: Mạch Class A cũng cần phải sử dụng các thiết bị tản nhiệt để giải nhiệt do nhiệt lượng sinh ra trong quá trình khuếch đại tín hiệu và đây cũng là một trong những lý do khiến cho mạch Class A có kích thước lớn hơn.
Tóm lại, mạch Class A là một loại mạch khuếch đại tín hiện được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị âm thanh và điện tử, đặc biệt là trong các thiết bị yêu cầu chất lượng âm thanh cao. Tuy nhiên, do tốn nhiều điện năng hơn so với các loại mạch khuếch đại khác, nên mạch Class A không được sử dụng phổ biến trong các ứng dụng yêu cầu tiết kiệm điện năng.
Nếu bạn đang tìm kiếm một loại mạch khuếch đại tín hiệu cho thiết bị âm thanh hoặc điện tử của mình, hãy cân nhắc sử dụng mạch Class A để tạo ra chất lượng âm thanh tốt hơn. Tuy nhiên, nếu bạn cần tiết kiệm điện năng, bạn có thể nên xem xét các loại mạch khuếch đại khác như mạch Class D hoặc mạch Class AB.
Mạch Công Suất Class B
1. Nguyên lý hoạt động của mạch công suất class B
Mạch công suất class B là gì? Class B là bộ khuếch đại 2 bóng dẫn đầu ra chỉ thực hiện trong một nửa, nghĩa là 180 độ của dạng sóng đầu vào.
Nguyên lý hoạt động của mạch công suất class B:
Đối với hoạt động của bộ khuếch đại class B, hai bóng bán dẫn chuyển đổi miễn phí được sử dụng với điểm Q (Đó là điểm thiên vị của nó) của mỗi bóng bán dẫn đặt tại điểm cắt của nó.
Điều này cho phép một bóng bán dẫn khuếch đại tín hiệu qua một nửa dạng sóng đầu vào, bóng bán dẫn kia khuếch nửa còn lại. Hai nửa khuếch đại này sau đó được kết hợp với nhau để tạo ra một chu kỳ dạng sóng đầy đủ. Cặp miễn phí NPN-PNP này được gọi là cấu hình kéo đẩy.
Tóm lại, Mạch Amply Class B hoạt động theo nguyên tắc kéo – đẩy, đầu ra của mạch được kết nối với bóng bán dẫn tích cực và tiêu cực, để tái tạo được âm thanh đầu vào mỗi bóng bán dẫn có nhiệm vụ thực hiện 1 nửa bước sóng tín hiệu.
2. Ưu nhược điểm của mạch công suất class B
Ưu điểm:
Mạch công suất class B là một trong những bộ khuếch đại được sử dụng nhiều nhất với hiệu quả tương đối cao, không bị nóng quá nhiều khi sử dụng.
Bộ khuếch đại class B có 2 trans cho hoạt động điện kéo và đẩy, mỗi trans sẽ hoạt động trong một nửa chu kì của đầu vào tạo ra đầu ra cần thiết. Điều này cải thiện hiệu suất của bộ khuếch đại class B cao hơn nhiều lần so với bộ khuếch đại class A.
Do sai lệch giới hạn, dòng tĩnh điện không bằng 0 khi không có tín hiệu đầu vào nên không có nguồn nào bị tiêu tán hoặc lãng phí khi bóng bán dẫn không hoạt động, điều này làm tăng hiệu suất tổng thể ở cục đẩy class B
Nhược điểm:
Mặc dù được sử dụng khá nhiều nhưng mạch công suất class B đi kèm với nhiều khuyết điểm riêng.
Class B thường bị một hiệu ứng được gọi là Méo chéo, do hiệu ứng này, tín hiệu bị méo ở 0V. Một trans yêu cầu 0,7V tại điểm BE để bật, điều đó có nghĩa trans sẽ không chuyển sang BẬT cho đến khi điện áp trên đường giao nhau BE không đạt 0,7V.
Khi sử dụng công suất thấp thì độ méo tiếng cao và mang đến chất lượng âm thanh không tốt, vì vậy mạch class B được sử dụng cho các Amply có công suất lớn nhưng tiêu hao công suất lớn.
So sánh các loại bộ khuếch đại khác nhau
Sau đó, các lớp khuếch đại luôn được định nghĩa như sau:
- Loại A: – Bóng bán dẫn đầu ra đơn của bộ khuếch đại dẫn trong toàn bộ 360 o chu kỳ của dạng sóng đầu vào.
- Loại B: – Hai bóng bán dẫn đầu ra của bộ khuếch đại chỉ dẫn trong một nửa, nghĩa là 180 o của dạng sóng đầu vào.
- Loại AB: – Hai bóng bán dẫn đầu ra của bộ khuếch đại dẫn điện ở đâu đó trong khoảng từ 180 o đến 360 o của dạng sóng đầu vào.
Mạch Công Suất Class AB
1. Nguyên lý hoạt động của mạch công suất class AB
Mạch công suất class AB là gì?
Mạch công suất class AB hay gọi ngắn gọn là mạch class AB, được hiểu là sự kết hợp của class A và class B. Khi đối với đầu ra công suất nhỏ thì class AB như một bộ khuếch đại class A, nhưng lại có thể thay đổi thành bộ khuếch đại class B cho đầu ra dòng lớn hơn.
Nguyên lý hoạt động của mạch công suất class AB
Vấn đề biến dạng ở Class B có thể dễ dàng khắc phục bằng cách xác định vị trí điểm thiên vị của bóng bán dẫn hơi cao hơn mức cắt. Bằng cách thiên vị bóng bán dẫn một chút so với điểm cắt của nó nhưng thấp hơn nhiều so với điểm Q trung tâm của bộ khuếch đại class A, từ đó có thể tạo ra mạch khuếch đại class AB. Mục đích cơ bản của mạch class AB là bảo toàn cấu hình class B cơ bản đồng thời cải thiện tính tuyến tính của nó bằng cách thiên vị mỗi bóng bán dẫn trên ngưỡng một chút.
2. Ưu nhược điểm của mạch công suất class AB
Ưu điểm:
- Chất lượng âm thanh đầu ra cân bằng giữa hiệu suất và chất lượng
- Amply hoặc cục đẩy khi sử dụng mạch class AB sẽ hạn chế được tình trạng bị nóng, từ đó sẽ sử dụng được bền hơn.
- Có tỷ lệ S/N cực kỳ vượt trội so với các loại mạch khác trên thị trường
Nhược điểm:
- Đòi hỏi sò và mạch chất lượng cao nên chi phí thiết kế và sản xuất lớn
- Chỉ phù hợp với những hệ thống âm thanh yêu cầu hiệu suất âm thanh ở mức trung bình và nhỏ
Mạch Công Suất Class C
Mạch công suất class C là bộ mạch khuếch đại trong đó phần tử hoạt động (Bóng bán dẫn) dẫn ít hơn một chu kỳ nửa của tín hiệu đầu vào.
Class C có mức bias rất lớn nên dòng output của nó mang giá trị 0 trong hơn nửa chu kỳ của tín hiệu input hình sin với sò công suất ở trạng thái ngắt điện. Phần hoạt động của sò công suất Amplifier Class C chỉ trong khoảng 90 độ.
Có thể nói, Class C là Một trong những loại Class có hiệu suất cao nhất, có thể đạt mức 80% tương đương Class B nhưng sai số cũng khá lớn. Bởi thế nên ít khi được sử dụng ở ampli dành cho âm thanh chuyên dụng xem phim – nghe nhạc mà chỉ ở các hệ thống radio.
2. Nguyên lý hoạt động của mạch class C
Trong hoạt động của Amply class C, thành phần chính của tín hiệu đầu vào vắng mặt trong tín hiệu đầu ra, bởi vì bóng bán dẫn chỉ hoạt động khi biên độ tín hiệu đầu vào lớn hơn điện áp emitter cơ sở. Lúc này, cuộn cảm L1 và C1 tạo thành mạch bế giúp hỗ trợ khai thác từ đầu ra xung quanh của bóng bán dẫn. Bóng bán dẫn sẽ tạo ra một loạt các xung, đưa chúng chảy qua mạch cộng hưởng. Các giá trị của L1 và C1 được lựa chọn để mạch cộng hưởng dao động ở tần số tín hiệu đầu vào. Vì vậy, tần số của mạch bị giảm và tần số đầu ra sẽ đạt theo yêu cầu bởi những điều chỉnh phù hợp. Những tín hiệu không phù hợp sẽ được loại bỏ bằng bộ lọc bổ sung.
3. Ưu nhược điểm của mạch class C
Ưu điểm:
Bộ khuếch đại âm thanh class C có hiệu quả rất cao, là công cụ tuyệt vời đối với các ứng dụng RF, thường được sử dụng trong các thiết bị truyền sóng radio do đặc thù mạch LC của các thiết bị thu.
Do kích thước vật lý khiêm tốn và hoạt động đơn giản, giúp tiết kiệm điện năng tốt.
Nhược điểm:
Khi sử dụng trong RF, đó là sự lựa chọn tối ưu, xong nó cũng tạo rất nhiều xung nhiễu cho ứng dụng. Ngoài ra còn rất khó để có được cảm ứng cuộn cảm và biến áp khớp nối.
Bộ khuếch đại âm thanh class C có độ tuyến tính thấp nhất và giảm dải rộng, có sai số khá lớn nên, bởi thế nên ít khi được sử dụng ở Amply dành cho âm thanh chuyên dụng xem phim – nghe nhạc mà chỉ ở các hệ thống radio.
Mạch Công Suất Class D
1. Mạch Class D là gì?
Mạch Class D hay còn gọi là bộ khuếch đại chuyển đổi lớp D, là bộ khuếch đại điện tử trong đó các thiết bị khuếch đại (Bóng bán dẫn, MOSFET) hoạt động tương tự như các công tắc điện tử, và không phải loại thiết bị khuếch đại tuyến tính như trong các bộ khuếch đại khác.
Cục đẩy công suất Class D:
Là một thiết kế Amplyfier chuyển mạch phi tuyến tính (hay Amplyfier PWM). Hiện tại, mạch khuếch Class D là loại Class được sử dụng rộng rãi. Lí do bởi dòng mạch này có ưu điểm là hiệu suất cao, mức tiêu thụ điện năng cực thấp. Cục đẩy class D sử dụng kỹ thuật điều chế, mạch của nó được thiết kế rất nhỏ gọn.
Bóng bán dẫn trong mạch luôn chỉ ở một trong hai trạng thái đóng (0) hoặc mở (1) trong một chuỗi xung. Đây là lí do mà đẩy công suất class D đạt được mức hiệu suất rất cao. So với các dòng đẩy khác, hiệu suất của nó là 80%, đỉnh điểm còn có thể đạt tới 97%. Dù kích thước nhỏ gọn nhưng công suất mà dòng cục đẩy công suất này đạt được lại rất lớn.
2. Nguyên Lý hoạt động của Mạch Class D
Mạch Class D hoạt động bằng cách nhanh chóng chuyển đổi qua lại giữa các đường ray cung cấp và được bộ điều chế cung cấp bằng cách sử dụng độ rộng, mật độ xung hoặc các kỹ thuật liên quan đến mã hóa đầu vào âm thanh thành một chuỗi xung. Âm thanh được phát ra từ bộ lọc thông thấp sẽ vào loa còn các xung tần số cao thì bị chặn lại. Vì vậy mà hiệu suất của các thiết bị sử dụng mạch class D có thể lên cao hơn 90%.
Để hình dung rõ hơn về khái niệm cũng như nguyên lý hoạt động, hãy quan sát kỹ và tham khảo sơ đồ dưới đây:
Sơ đồ mạch khuếch đại Class D
3. Ưu nhược điểm của mạch class D
Cũng như các dòng mạch khác, mạch class D cũng mang trong mình những ưu nhược điểm riêng biệt.
Ưu điểm:
- Hiệu suất cực cao: Đây là ưu điểm nổi trội nhất của mạch Class D, có thể hiệu quả hơn bộ khuếch đại tuyến tính, với với công suất tiêu tán ít hơn dưới dạng nhiệt trong các thiết bị hoạt động. Hiệu suất chuyển đổi công suất rất cao, thường cao hơn 90% so với một phần tư công suất tối đa của bộ khuếch đại và khoảng 50% ở mức công suất thấp.
- Giảm chi phí, kích thước và trọng lượng của bộ khuếch đại do tản nhiệt nhỏ hơn (hoặc không) và mạch nhỏ gọn
- Rất khó hỏng do tỏa ít nhiệt lượng, khả năng thiết kế, linh kiện sửa chữa đơn giản và dễ dàng thay thế
- Giá thành hợp lý tối ưu mọi nhu cầu của người tiêu dùng
Nhược điểm:
- Amply class D chạy chương trình có bản chất là hệ nhị phân (binary), không thể tái tạo hết nguyên bản tín hiệu của âm thanh.
- Chất lượng tiếng đầu ra của mạch Class D được đánh giá khá tốt, nhiều tạp âm và tỷ lệ S/N (Signal/Noise – Mức độ tín hiệu mong muốn và mức độ tiếng ồn xung quanh) khá cao.
Mạch Công Suất Class H
1. Mạch Class H là gì?
Mạch Class H là mạch công suất có khả năng điều chỉnh điện áp một cách tự động để giảm thiểu sự sụt điện áp trên cổng đầu ra, giúp giảm méo tiếng một cách tối đa và cung cấp nguồn điện áp vô hạn cho các thiết bị như amply và cục đẩy karaoke cao cấp.
2. Nguyên lý hoạt động của mạch class H.
Chúng ta có thể hình dung nguyên lý hoạt động của mạch class H thông qua sơ đồ như sau:
- Khi cấp nguồn điện cho mạch class H mà điện áp đầu ra thấp, công tắc trong bộ mạch sẽ ở vị trí như hình 1. Khi tín hiệu đạt đến cực đại, công tắc năng mặt dưới của elco lên nguồn điện sao cho bóng bán dẫn đầu ra phía trên nhìn thấy điện áp khoảng 2V
- Thời gian tín hiệu chỉ cho phép trong một khoảng nhất định không quá lâu
- Khi tín hiệu đầu vào thấp thì mạch Class H sẽ khuếch đại cho tín hiệu có biên độ lớn hơn chứ không làm méo biên độ, do đó khi cấp tín hiệu âm thanh thì vẫn đảm bảo được tín hiệu âm thanh đầu ra, được khuếch đại lên mà không bị méo tiếng.
- Mạch class H có 5 đường dây nguồn, mạch class H sẽ xử lý tùy theo đường tín hiệu đầu vào sao cho phù hợp để cho ra tín hiệu ra loa.
3. Ưu nhược điểm của mạch class H.
Ưu điểm:
- Hiệu suất lớn: Mạch Class H có hiệu suất lớn nên các thiết bị âm thanh sử dụng mạch công suất class H thường có công suất lớn, ít sinh nhiệt trong quá trình sử dụng, từ đó có thể tiết kiệm điện năng. Cũng bởi vậy mà mạch class H thường được sử dụng cho các hệ thống âm thanh lớn, thiết bị công suất cao như các dàn âm thanh hội trường, sân khấu, karaoke,…
- Mạch Class H có 2 tầng linh kiện công suất, khi tín hiệu nhỏ linh kiện ngoài ngắt, máy chạy áp thấp tiêu tốn ít điện, khi tín hiệu có biên độ lớn hơn thì linh kiện ngoài được kích dẫn nâng áp lên để đảm bảo tin hiệu không bị ảnh hưởng.
- Chất âm thanh của mạch class H khá tốt, rõ ràng, chân thực
- Sử dụng mạch lớp H, với hiệu suất chuyển đổi điện năng rất cao, công suất đầu ra mạnh mẽ, tiêu thụ điện năng thấp, thân thiện với môi trường.
- Độ bền cao.
Nhược điểm:
Bên cạnh những ưu điểm nổi trội thì mạch class H cũng tồn tại một số điểm hạn chế sau:
- Sẽ rất khó sửa khi có hỏng hóc hay trục trặc vì nên sử dụng sản phẩm chính hãng.
- Độ méo lớn hơn và tốn gấp đôi linh kiện công suất cùng với 2 bộ nguồn
Mạch Công Suất Class TD
1. Mạch công suất class TD là gì?
TD được viết tắt từ cụm từ Tracking class D, cái tên cũng đã nói lên được khái niệm của nó, mạch công suất class TD là sự kết hợp của mạch khuếch đại class D được sử dụng để tạo ra điện áp cung cấp tự hiệu chỉnh tín hiệu đầu ra trong bộ khuếch đại âm thanh lớp D. Vì vậy, có thể nói rằng mạch công suất class TD là bộ khuếch đại lớp D tiêu chuẩn với hiệu quả được cải thiện đáng kể hơn mạch class D đơn thuần.
2. Nguyên lý hoạt động của mạch công suất class TD
Nguyên lý hoạt động của mạch công suất class TD dựa trên cấu trúc liên kết chế độ chuyển đổi, được dùng trong nguồn cung cấp TD: “Step down” – bước xuống hoặc “Buck Converter” bộ chuyển đổi điện áp. Khi cung cấp nguồn, dòng điện trong bộ Buck Converter, bóng bán dẫn chuyển đổi FET được điều khiển bằng tín hiệu PWM. Điện áp đầu vào lúc này chính là “vách” trong bộ khuếch đại và điện áp đầu ra là nguồn cung cấp cho class AB. Cụ thể:
- Khi bật bóng bán dẫn FET lên thì ngay lập tức dòng điện sẽ chạy theo một chiều thông qua FET và cuộn cảm, tải. Khi tắt bóng bán dẫn FET, điện áp trên cuộn cảm sẽ đảo chiều ngược dòng và dòng điện sẽ sẽ tiếp tục chạy qua diode chuyển vòng năng lượng một cách tự do.
- Khi bật liên tục bóng bán dẫn FET thì điện áp đầu ra sẽ giống với điện áp đầu vào, khi tắt FET thì điện áp đầu ra sẽ bằng 0. Khi chu kỳ nhiệm vụ của tín hiệu đạt 50% thì điện áp đầu ra sẽ bằng một nửa điện áp đầu vào trong bộ buck converters.
- Cách hoạt động của bộ buck converter giúp công suất trong bộ chuyển đổi đúng bằng với nguồn ra khi rời khỏi bộ chuyển đổi.
Để hiểu rõ hơn về cách hoạt động của mạch công suất class TD, tham khảo sơ đồ sau:
mạch công suất class TD
3. Ưu nhược điểm của mạch công suất class TD
Ưu điểm:
- Hiệu suất hoạt động cao trên 70%, vì vậy năng lượng tiêu hao chuyển thành dạng nhiệt giảm đáng kể giúp cho thiết bị hoạt động mà không quá nóng
- Nhờ có sự kết hợp của class AB và class D nên class TD có thể đảm bảo được âm thanh tốt mà vẫn đảm bảo được hiệu suất cao
- Cục đẩy class TD có thể hoạt động dưới chế độ đánh cầu Bridge cho mức công suất cao hơn
- Dải tần đáp tuyến rộng mang lại chất lượng âm thanh chuyên nghiệp, đầy đủ các dải tần
- Cục đẩy hay Amply class TD thường cho công suất lớn nhưng lại tiết kiệm năng lượng khi sử dụng
- Độ méo tiếng cực thấp cùng với khả năng giảm thiểu tiếng ồn giúp âm thanh phát ra ít khi bị méo
- Đối với cục đẩy sử dụng mạch class TD có hoạt động với độ tin cậy cao, xử lý các phản ứng tốt và kiểm soát bảo mật tốt
- Thiết kế đơn giản, gọn nhẹ, dễ sửa chữa
Nhược điểm:
- Chất âm thanh không thể nào so sánh được với các dòng mạch khác sử dụng mạch công suất từ 20-60%
- Hiệu suất chỉ đạt ngưỡng 70-80% nên vẫn xảy ra tình trạng nóng khi sử dụng thiết bị
Mạch Công Suất Class I
1. Mạch công suất class I là gì?
Class I, còn được gọi là BCA (Balanced Current Amplifier – Bộ khuếch đại cân bằng hiện tại) được thiết kế dựa trên những công nghệ tiên tiến nhất hiện nay được cấp bằng sáng chế của Crown, SAE audio nhằm mang lại công suất cao hơn so với bộ khuếch đại khác, nhưng lại ít chất thải hơn.
2. Nguyên lý hoạt động của mạch công suất class I
Mạch mô hình class I hoạt động theo mô hình đẩy kéo. Trong class I, hai bộ thiết bị đầu ra chuyển mạch được sắp xếp theo kiểu song song và hoạt động cân bằng trong thời gian, với cả hai bộ lấy mẫu cùng một dạng sóng đầu vào, một bộ dành cho phần cực dương hiện tại của dạng sóng, bộ còn lại dành cho phần âm. Khi không cấp tín hiệu vào hoặc tín hiệu lệch biên độ thì đạt đến điểm (zero crossing) giữa âm và dương, chuyển mạch được bật tắt đồng thời khi chu kỳ khoảng 50%. Từ đó, đầu ra hình thành 2 dòng cân bằng, hủy tần số cao không có đầu ra ở nosignal.
Theo đó, để tạo ra một tín hiệu đầu ra là (+) thì mạch dương được tăng lên cao và phía âm sẽ bị giảm đi. Mạch class I sử dụng PWM xen kẽ đối xứng, khi muốn tạo ra tín hiệu (-) thì class I hoạt động ngược lại tương tự.
3. Ưu nhược điểm của mạch Class I
Ưu điểm:
Hiệu suất làm việc cao: Cục đẩy class I cho ra hiệu suất làm việc cực kỳ cao, lớn hơn 90% công suất tiêu thụ điện, tạo ra âm thanh sáng, rõ. Đối với cục đẩy class I, các bạn sẽ không cần nâng tiếng, cho tiếng Micro hát nhẹ, tiết kiệm điện năng.
Thiết kế nhỏ gọn: Với trọng lượng nhỏ, thiết kế gọn gàng, giúp dễ dàng di chuyển, lắp đặt trong mọi vị trí
Công suất lớn: Mạch class I có thể dùng để phối ghép được các cặp loa karaoke, loa hội trường với công suất lớn. Điện áp của mạch class I lên đến 110-220V không lo độ yếu.
Tiết kiệm 50-70% điện so với cục đẩy class H, đồng thời giá thành lại vô cùng hợp lý, tối ưu.
Mạch công suất class I còn có khả năng tái tạo sử dụng năng lượng phản hồi về từ thiết bị loa.
Nhược điểm:
Trên thực tế, mạch công suất class I vẫn để thất thoát 20% thành nhiệt nên khi sử dụng lâu sẽ bị ảnh hưởng tới chất lượng âm thanh.
Leave a Reply