mạch khuếch đại công suất đẩy kéo

Bài 1.7 : MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT
1.7.1 Khái niệm chung về khuếch đại công suất
1.7.2 Mạch khuếch đại công suất đơn
1.7.3 Mạch khuếch đại công suất đẩy kéo
1.7.3.1 Mạch đẩy kéo song song dùng biến áp ra
a. Sơ đồ mạch điện
b. Tác dụng linh kiện
c. Nguyên lý làm việc
d. Ứng dụng thực tế
1.7.3.2 Mạch KĐSC đẩy kéo nối tiếp dùng transistor khác loại
1.7.3.3 Mạch đẩy kéo nối tiếp dùng BJT cùng loại


1.7.3 Mạch khuếch đại công suất đẩy kéo
* Khái niệm:
Ở chế độ B, transistor sẽ điều khiển dòng điện ở mỗi nửa chu kỳ của
tín hiệu. Để thu được cả chu kỳ tín hiệu ra, thì cần sử dụng 2
transistor , mỗi transistor được sử dụng ở mỗi nửa chu kỳ khác nhau
của tín hiệu, sự vận hành kết hợp sẽ cho ra chu kỳ đầy đủ của tín hiệu
và mạch điện trên được gọi là mạch khuếch đại công suất đẩy kéo.

* Sơ đồ khối:

BÁN
MẠCH

Uv

KẾT
HP
BÁN

MẠCH
Hình 1.7.10 Sơ đồ khối mạch KĐCS đẩy kéo

Ur


1.7.3 Mạch khuếch đại công suất đẩy kéo

1.7.3.1a. Tầ
g đẩ
y cké
o song
song dùng biến áp ra
Sơnđồ
mạ
h điệ
n:
Mạch điện gồm có: 2 transisstor T1 và T2, 2 biến áp BA1
và BA2, các điện trở R1, R2, Rt và nguồn cung cấp Ucc.
R1

BA1

BA2
T1
W11

Uv

W1

Ucc

R2

W21
W2

Rt

Ur

W22

W12

T2

Hình 1.7.10 Mạch KĐCS đẩy kéo song song dùng biến áp ra


1.7.3 Mạch khuếch đại công suất đẩy kéo
1.7.3.1
đẩnygké
o song
dùng biến áp ra
b. Tầ
Táncg dụ
linh
kiện:song

R
1

BA1

BA2
T1
W11

Uv

W1

Ucc

R2

W21
W2

Rt

Ur

W22

W12
T2

- T1 và T2: là hai BJT cùng loại NPN có tham số giống hệt

nhau (β1 = β2 = β) là thành phần tích cực trong mạch, làm
nhiệm vụ khuếch đại.


1.7.3 Mạch khuếch đại công suất đẩy kéo
1.7.3.1
đẩnygké
o song
R dùng biến áp ra
b. Tầ
Táncg dụ
linh
kiện:song
1

BA1

BA2
T1
W11

Uv

W1

Ucc

R2

W21

W2

Rt

Ur

W22

W12
T2

- Biến áp BA1: có hai nửa cuộn thứ cấp bằng nhau, có
nhiệm vụ tạo ra hai điện áp ngược pha để kích thích
cho T1 và T2


1.7.3 Mạch khuếch đại công suất đẩy kéo
1.7.3.1
đẩnygké
o song
dùng biến áp ra
b. Tầ
Táncg dụ
linh
kiện:song
R
1

BA1

BA2
T1
W11

Uv

W1

Ucc

R2

W21
W2

Rt

Ur

W22

W12

T2

- Biến áp BA2: có hai nửa cuộn sơ cấp W21 và W22 bằng
nhau: để lấy ra trên W2 điện áp ở cả 2 nửa chu kỳ.


1.7.3 Mạch khuếch đại công suất đẩy kéo

1.7.3.1
đẩnygké
o song
R dùng biến áp ra
b. Tầ
Táncg dụ
linh
kiện:song
1

BA1

BA2
T1
W11

Uv

W1

Ucc

R2

W21
W2

Rt

Ur

W22

W12

T2

- R1 và R2: là hai điện trở đònh thiên cho T1 và T2, nếu
mạch làm việc ở chế độ B thì chỉ cần mắc R2


1.7.3 Mạch khuếch đại công suất đẩy kéo
1.7.3.1
đẩnygké
o song
dùng biến áp ra
b. Tầ
Táncg dụ
linh
kiện:song
R
1

BA1

BA2
T1
W11

Uv

W1

Ucc

R2

W21
W2

Rt

W22

W12

T2

- Rt: là điện trở tải, điện áp lấy ra chính là sụt áp trên R t
- Ucc: là nguồn điện cung cấp cho mạch làm việc

Ur


1.7.3 Mạch khuếch đại công suất đẩy kéo

1.7.3.1 Tầng đẩy kéo song song dùng biến áp ra
c. Nguyên lý hoạt động:
- Khi không có tín hiệu vào, điện áp trên bazơ của T1,T2
so với emitơ của chúng đều bằng không (UBE1 và UBE2),

điện áp ra tải bằng không.
R1

BA1

BA2
T1
W11

Uv

W1

Ucc

R2

W21
W2
W22

W12
T2

Rt

Ur


1.7.3 Mạch khuếch đại công suất đẩy kéo

1.7.3.1 Tầng đẩy kéo song song dùng biến áp ra
c. Nguyên lý hoạt động:
- Khi có tín hiệu vào, giả thiết tín hiệu
vào có dạng hình sin, do cách cấu tạo
của biến áp BA1 nên ở 2 cuộn thứ cấp
của nó sẽ có hai nửa điện áp có biên
độ bằng nhau nhưng ngược pha nhau

Uv(t)

t

UBE1(t)
t

R1
UBE2(t)
BA1

T1
W11

Uv

BA2

W1

Ucc

R2

W21
W2
W22

W12
T2

t

Rt

Ur


1.7.3 Mạch khuếch đại công suất đẩy kéo
1.7.3.1 Tầng đẩy kéo song song dùng biế
U (t) n áp ra
c. Nguyên lý hoạt động:
v

- Ở nửa chu kỳ dương của tín hiệu, 2 cuộn
thứ cấp của BA1 sẽ có hai nửa điện áp có
biên độ bằng nhau nhưng ngược pha nhau
đặt vào T1 và T2 làm T1 thông, T2 tắt.

UBE1(t)

t

UBE2(t)

R1

t

BA1

ic(t)

BA2

t

T1
W11
Uv

W1

t

Ucc

R2

ic2(t)

W21

t

W2
W22

W12
T2

Rt

Ur
Ur(t)
t


1.7.3 Mạch khuếch đại công suất đẩy kéo
1.7.3.1 Tầng đẩy kéo song song dùng biế
U (t) n áp ra
c. Nguyên lý hoạt động:
v

- T1 thực hiện KĐCS, trong mạch colectơ
của T1 có dòng xoay chiều IC1 chạy từ :
+UCC → W21 → CE của T1→ -UCC
R1

t

UBE1(t)

t

UBE2(t)
t

BA1

BA2
T1
W11

Uv

W1

ic1
Ucc

R2

t

ic2(t)

W21

t

W2
W22

W12
T2

ic1(t)

Rt

Ur
Ur(t)
t


1.7.3 Mạch khuếch đại công suất đẩy kéo
1.7.3.1 Tầng đẩy kéo song song dùng biế
U (t) n áp ra
c. Nguyên lý hoạt động:
v

- Do cấu tạo của biến áp BA2 nên IC1 cảm
ứng sang W2 làm cho trên W2 sinh ra một
suất điện động cảm ứng, trên Rt có dòng
điện IRt chạy qua, đầu ra ta nhận được một
điện áp ở bán chu kỳ dương. Trên tải ta có
nửa sóng điện áp dương.
R1

t

UBE1(t)

t

UBE2(t)
t

ic(t)
t

BA1

W11
Uv

ic1

T1

W1

Ucc

R2

BA2

ic2(t)
t

W21
W2

iRt

Rt

Ur U (t)
r

W22

W12

t

T2


1.7.3 Mạch khuếch đại công suất đẩy kéo
1.7.3.1 Tầng đẩy kéo song song dùng biế
U (t) n áp ra
c. Nguyên lý hoạt động:
v

- Khi tín hiệu vào ở nửa chu kỳ âm thì trên
cuộn thứ cấp BA1 điện áp đổi dấu dẫn đến
T1 tắt T2 thông, T2 thực hiện KĐCS, trong
mạch colectơ của T2 có dòng xoay chiều IC2
chạy từ : +UCC → W22 → CE của T2→ -UCC
R1

t

UBE1(t)
t

UBE2(t)
t

ic1(t)
t

BA1

T1
W11

Uv

BA2

W1

t

Ucc

R2

ic2(t)

W21
W2

Rt

Ur U (t)
r

W22

W12

Ic2

T2

t


1.7.3 Mạch khuếch đại công suất đẩy kéo
1.7.3.1 Tầng đẩy kéo song song dùng biế
U (t) n áp ra
c. Nguyên lý hoạt động:
v

- Do cấu tạo của biến áp BA2 nên IC2 cảm
ứng sang W2 làm cho trên W2 sinh ra một
suất điện động cảm ứng, trên Rt có dòng
chảy qua, đầu ra ta nhận được một điện áp
ở bán chu kỳ âm. Trên tải ta có nửa sóng

điện áp âm.
R1

t

UBE1(t)
t

UBE2(t)
t

ic1(t)
t

BA1

T1
W11

Uv

BA2

W1

t

Ucc

R2

W21
W2
W22

W12

Ic2

T2

ic2(t)

Rt

IRt

Ur U (t)
r
t


1.7.3 Mạch khuếch đại công suất đẩy kéo
1.7.3.1 Tầng đẩy kéo song song dùng biế
U (t) n áp ra
c. Nguyên lý hoạt động:
v

t

UBE1(t)

- Như vậy quá trình KĐ
được thực hiện theo hai
nửa chu kỳ của tín hiệu
vào, nửa chu kỳ đầu T1
làm việc, nửa chu kỳ sau
T2 làm việc, cứ như vậy
hai transistor thay nhau
làm việc, trên tải ta nhận
được tín hiệu có đủ chu kỳ
và được KĐ lên K lần.

t

UBE2(t)
t

ic1(t)
t

ic2(t)

t

Ur(t)

Hình 1.7.12 Giản đồ thời gian các giá trò trong mạch

t

1.7.3 Mạch khuếch đại công suất đẩy kéo
1.7.3.1 Tầng đẩy kéo song song dùng biến áp ra

* Nhận xét :
• - Ưu điểm:
• + Ở chế độ tónh sẽ không tiêu thụ dòng do
nguồn cung cấp nếu không có tổn hao trên
transistor
• + Hiệu suất của mạch cao ( ≈ 78,5 %)
• - Khuyết điểm:
• + Dải tần hẹp, mạch cồng kềnh, yêu cầu
tính đối xứng cao, giá thành cao.
• + Méo xuyên tâm lớn khi tín hiệu vào nhỏ


1.7.3 Mạch khuếch đại công suất đẩy kéo
1.7.3.1 Tầng đẩy kéo song song dùng biến áp ra

Nguyên nhân là do tính không đường thẳng ở đoạn đầu đặc
tuyến vào của BJT khi dòng bazơ còn nhỏ. Đó là hiện tượng
méo xuyên tâm, do đó IC1, IC2 và điện áp ra cũng bò méo.
IB

IB

T1

0

t

UBE

0
T2
0

UBE

0

t

Hình 1.7.13 Đặc tuyến ra ở chế độ B


1.7.3 Mạch khuếch đại công suất đẩy kéo

1.7.3.1
ngmđẩ
y okétriệ
o song
ng ibiế
áp mạ
ra ch đẩy kéo làm
ĐểTầ
giả
mé
t để song

hơn, dù
ngườ
ta ncho

việc ở chế độ AB với thiên áp ban đầu được xác đònh bằng
cặp R1, R2 . Khi đó đặc tuyến của mạch được biểu diễn trên
hình sau
IB

IB

T1

UBE0
IB0
IB0

UBE

0

UBE0

T2
0
UBE

t

Hình 1.7.14 Đặc tuyến ra ở chế độ AB

t


1.7.3 Mạch khuếch đại công suất đẩy kéo

1.7.3.1 Tầng đẩy kéo song song dùng biến áp ra
d, Ứng dụng thực tế:
Mạch khuếch đại công suất đẩy kéo ghép biến áp
thường được sử dụng làm tầng khuếch đại cuối trước khi
đưa tới tải là loa trong máy tăng âm (dải tần công tác 20Hz
– 20kHz)
Mạch
hồi tiếp

Micro
Line

Tiền
khuếch
đại

Khuếch
đại
điện áp

EQ
và
âm lượng

Kích
công
suất

Khuếch
đại

công suất

Loa
Khối
nguồn

Hình 1.7.15: Vò trí của mạch KĐCS trong máy tăng âm


Hướng dẫn ôn tập
•

- Học bài cũ: Nắm chắc tác dụng của từng linh kiện trong mạch, nguyên lý hoạt động của mạch và
những ưu khuyết điểm của mạch.

•

- Xem trước: Mạch KĐSC đẩy kéo nối tiếp dùng transistor khác loại và mạch đẩy kéo nối tiếp dùng
transistor cùng loại



Khái niệm

khuếch đại công suất
•

Mạch khuếch đại công suất là tầng cuối cùng mắc với tải, nó có nhiệm vụ đưa ra tải công suất cần
thiết dưới dạng điện áp hoặc dòng điện có biên độ lớn (cỡ volt hoặc miliampe, ampe).


Mạch khuếch đại công suất đơn
•

* Ưu điểm:

•

- Mạch thiết kế đơn giản

•

- Độ méo dạng nhỏ (do làm việc ở chế độ A)

•

* Khuyết điểm:

•

- Hiệu suất của mạch nhỏ

+ Nếu tải là điện trở thì hiệu suất < 25%
+ Nếu tải là biến áp thì hiệu suất < 50%

CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA TRANSISTOR Ở TRẠNG THÁI KHUẾCH ĐẠI
Uv(t)
1800

Ur ở chế độ A

Ur ở chế độ B

Ur ở chế độ C

Ur ở chế độ AB

3600

t

t

t

t

t