UNIVERSIDAD AUTNOMA DE NUEVO LEN
FACULTAD DE INGENIERAMECNICA Y ELCTRICA
Diseo de sistemas electrnicos de potencia
Tarea 3
Amplificadores de potencia
Nombre: Jess Alberto Guerra Garca Matrcula: 1551967Maestro: M.C.
Ovidio Alberto Ochoa OchoaHora: Jueves V1-V3
Cd. Universitaria, a martes 24 de marzo del 2015IntroduccinEl
propsito del amplificador de potencia es proporcionar una tensin de
salida con mxima excursin simtrica sin distorsin a una baja
resistencia de carga. En la prctica, un sistema puede consistir en
varias etapas de amplificacin, la ltima de las cuales suele ser un
amplificador de potencia. La carga alimentada por este amplificador
de potencia puede ser un altavoz, un excitador, un solenoide o algn
otro dispositivo analgico. La entrada al sistema es una seal que se
amplifica a travs de etapas de ganancia de tensin. La salida de las
etapas de ganancia de tensin tiene la suficiente amplitud para
alimentar el amplificador de potencia de la salida.Amplificador
Clase AUn amplificador de potencia funciona en clase A cuando la
tensin de polarizacin y la amplitud mxima de la seal de entrada
poseen valores tales que hacen que la corriente de salida circule
durante todo el perodo de la seal de entrada.Esta amplificacin
presenta el inconveniente de generar una fuerte y constante emisin
de calor. No obstante, los transistores de salida estn siempre a
una temperatura fija y sin alteraciones.Los amplificadores de clase
A a menudo consisten en un transistor de salida conectado al
positivo de la fuente de alimentacin y un transistor de corriente
constante conectado de la salida al negativo de la fuente de
alimentacin. La seal del transistor de salida modula tanto el
voltaje como la corriente de salida. Cuando no hay seal de entrada,
la corriente de polarizacin constante fluye directamente del
positivo de la fuente de alimentacin al negativo, resultando que no
hay corriente de salida, se gasta mucha corriente. Algunos
amplificador de clase A ms sofisticados tienen dos transistores de
salida en configuracin push-pull. La clase A se refiere a una etapa
de salida con una corriente de polarizacin mayor que la mxima
corriente de salida que dan, de tal forma que los transistores de
salida siempre estn consumiendo corriente. La gran ventaja de la
clase A es que es casi lineal, y en consecuencia la distorsin es
menor.
Amplificador Clase BUn amplificador de potencia funciona en
clase B cuando la tensin de polarizacin y la amplitud mxima de la
seal de entrada poseen valores tales que hacen que la corriente de
salida circule durante un semiperodo de la seal de entrada.Se les
denomina amplificador clase B, cuando el voltaje de polarizacin y
la mxima amplitud de la seal entrante poseen valores que hacen que
la corriente de salida circule durante el semiciclo de la seal de
entrada. La caracterstica principal de este tipo de amplificadores
es el alto factor de amplificacin.Ventajas Posee bajo consumo en
reposo. Aprovecha al mximo la Corriente entregada por la fuente.
Intensidad casi nula cuando est en reposo.DesventajasProducen
armnicos, y es mayor cuando no tienen los transistores de salida
con las mismas caractersticas tcnicas, debido a esto se les suele
polarizar de forma que se les introduce una pequea polarizacin
directa. Con esto se consigue desplazar las curvas y se disminuye
dicha distorsin.
Amplificador Clase ABLos amplificadores de clase AB reciben una
pequea polarizacin constante en su entrada, independiente de la
existencia de seal. Es la clase ms comn en audio, al tener alto
rendimiento y calidad. Estos amplificadores reciben su nombre
porque con seales grandes se comportan como un clase B, pero con
seales pequeas no presentan la distorsin de cruce por cero de la
clase B.Tienen dos transistores de salida, como los de clase B,
pero a diferencia de estos, tienen una grande corriente de
polarizacin fluyendo entre los terminales de base y la fuente de
alimentacin, que sin embargo no es tan elevada como en los de clase
A. Esta corriente libre se limita al mximo valor necesario para
corregir la falta de linealidad asociada con la distorsin de cruce,
con apenas el nivel justo para situar a los transistores al borde
de la conduccin. Este recurso obliga a ubicar el punto Q en el
lmite entre la zona de corte y de conduccin.
En estos amplificadores los diodos que se encuentran conectados
entre la base de los transistores y el terminal de entrada de la
seal, tienen como propsito fundamental obligar a que las uniones
base emisor de ambos transistores se encuentren polarizadas a la
misma tensin en que se encuentran los diodos de tal forma que si
estos se trabajan en su regin de conduccin las uniones base emisor
de Q1 y Q2 evitarn trabajar en la regin no lineal de la curva del
diodo evitando con ello la distorsin de cruce por
cero.Amplificadores clase CUn amplificador de potencia funciona
enclase Ccuando la tensin de polarizacin y la amplitud mxima de la
seal de entrada poseen valores tales que hacen que la corriente de
salida circule durante menos de un semiperodo de la seal de
entrada.Es parecido al clase B pero solo amplifica parte del
semiciclo de la seal de entrada.La clase C trabaja para una banda
de frecuencias estrecha y resulta muy apropiado en equipos de
radiofrecuencia.
Amplificador clase DUnamplificador de conmutacinoamplificador
Clase Des unamplificador electrnicoel cual, en contraste con la
resistencia activa utilizada en los modos lineales de los
amplificadoresclase AB, usa el modo conmutado de los transistores
para regular la entrega de potencia. Por lo tanto, el amplificador
se caracteriza por una gran eficiencia (pequeas prdidas de energa),
y esto trae consigo menos disipadores de calor y potencia,
reduciendo el peso del amplificador. Adems, si se requiere una
conversin de voltaje, la alta frecuencia de conmutacin permite que
los transformadores de audio estorbosos sean reemplazados por
pequeos inductores. Los filtros LC pasa-bajas suavizan los pulsos y
restauran la forma de la seal en la carga.Los amplificadores Clase
D son utilizados con frecuencia en amplificadores desistemas de
refuerzo de sonido, donde se requiere un alto voltaje de salida.
Por ejemplo, el Crest Audio CD3000 es un amplificador Clase D que
tiene una potencia nominal de 1500 watts por canal, y sin embargo
solamente pesa 21 kg.Un pequeo nmero de amplificadores de bajos
tambin usan tecnologa Clase D, como el Yamaha BBT500H, que tiene
una potencia nominal de 500 watts y pesa menos de 5 kg. Y
elAmpegSVT 7 PRO que ofrece 1000 watts de potencia y pesa tan slo 7
kg. En ocasiones se confunde el trmino "Clase D" como si fuera un
amplificador digital. El mapeo de la seal en la etapa de potencia
puede ser controlado por unaseal analgica o unaseal digital. Slo en
el ltimo caso se estara usando una amplificacin completamente
digital.
Amplificador clase EEl amplificador clase E (ACE) fue
investigado por Gerald Ewing en 1964, y desarrollado y patentado
por Nathan y Alan Sokal en 1975. Ha tenido gran aceptacin debido a
su simplicidad y alta eficiencia, y pertenece al grupo de
convertidores resonantes ya que cuenta con un circuito resonante
serie dentro de su estructura. El amplificador clase E representa
una atractiva solucin para el diseo de amplificadores a potencias
medias con altas eficiencias de conversin de potencia. A
frecuencias bajas el amplificador clase E proporciona altas
eficiencias con una mejor linealidad que los amplificadores clase
A, clase B, clase C y clase F. Su alta eficiencia es mantenida en
un gran rango de potencias de salida. Inicialmente la aplicacin del
amplificador clase E fue limitada a la banda VHF. Recientemente el
rango de funcionamiento del amplificador clase E abarca desde las
altas frecuencias (HF) hasta las microondas
Amplificador clase FEl amplificador clase F es uno de los
amplificadores de ms alta eficiencia. Este amplificador emplea un
circuito resonador para lograr alta eficiencia, lo cual trae como
resultado que el producto entre el voltaje y la corriente de DC sea
pequeo. En otros trminos, el voltaje y la corriente de drenaje son
diseados de tal forma que se minimice la regin del traslapo.
Amplificador clase GIncorporan variaslneas de tensinque se
activan de forma progresiva a medida que elvoltajede entrada
aumenta con el fin de lograr mayor eficiencia.Estos equipos dan una
potencia de salida mejor a la de los amplificadores de clase A-B,
pero con un menor tamao.El funcionamiento del amplificador clase G
involucra el cambio de la fuente de voltaje desde un nivel bajo a
un nivel ms alto cuando se requieren la mxima oscilacin de salida.
Existen varias maneras de hacer esto. El camino ms simple involucra
una etapa de amplificador clase Ab el cual es conectado a dos
fuentes de voltaje por medio de diodos, o una conmutacin de
transistores.Amplificador clase HLa operacin del clase H toma el
diseo del clase G un paso ms all y modula el suministro de voltaje
ms alto por la seal de entrada. Esto permite al suministro de
potencia rastrear la seal de entrada y proporcionar el voltaje
suficiente para una operacin ptima de los dispositivos de salida
(esto se conoce como rail-tracker). La eficiencia del clase H es
comparable a los diseos del clase G.
Bibliografa:
http://proton.ucting.udg.mx/materias/vega/Informacion/amplificadores.htmwww.ecured.comhttp://telecom.fi-b.unam.mx/juventino/juventel/ClaseF.pdfhttp://www.cenidet.edu.mx/subaca/web-elec/tesis_mc/151MC_eogr.pdfhttp://www.unicrom.com/tel_rf4.asp