Cục đẩy công suất, ampli mạch class B là gì? Ưu và nhược điểm

Trong mạch công suất cục đẩy không thể không nhắc tới mạch class B. Đây có thể là một cái tên mới với người dùng bởi chúng chưa được ứng dụng nhiều trong các thiết bị âm thanh. Vậy cục đẩy công suất class B là gì? Chúng có đặc điểm như thế nào? Hãy cùng Lạc Việt Audio tìm hiểu ngay về dòng công suất này qua bài viết dưới đây nhé.

Cục đẩy công suất class B là gì?

Mạch cục đẩy công suất class B hoạt động theo nguyên tắc kéo, đẩy, đầu ra mạch được kết nối với bóng bán dẫn tích cực và tiêu cực, để tái tạo được âm thanh đầu vào mỗi bóng dẫn có nhiệm vụ thực hiện 1 nửa bước sóng tín hiệu.

Nếu class là các bóng bán dẫn đầu ra đơn của bộ khuếch đại tiến hành cho toàn bộ 360° của chu kỳ dạng sóng đầu vào. Thì cục đẩy class B là bộ khuếch đại hai bóng bán dẫn đầu ra chỉ thực hiện được một nửa, nghĩa là 180° của dạng sóng đầu vào.

Hiệu suất hoạt động của mạch ampli class B

Hiệu suất hoạt động của mạch công suất class B bằng 80%, nghĩa là cứ hoạt động được 1000W thì đầu ra chỉ có 800W, tuy nhiên khi sử dụng ở mức công suất thấp thì chúng có độ méo cao và mang đến chất lượng âm thanh không tốt, do vậy mạch Class B được sử dụng đối với các Amply có công suất lớn nhưng nó lại mang đến khả năng tiêu hao công suất lớn, nhưng bù lại thì mạch Class B không bị nóng quá nhiều khi sử dụng.

Nguyên lý hoạt động của mạch amply class B

Qua hình trên cho thấy mạch class B tiêu chuẩn sử dụng một biến áp đầu vào cân bằng ở tâm, chia tín hiệu dạng sóng đến thành hai nửa bằng nhau và lệch pha với nhau 180 ^{o .} Một máy biến áp điều chỉnh tâm khác trên đầu ra được sử dụng để kết hợp lại hai tín hiệu cung cấp công suất tăng lên cho tải. Các bóng bán dẫn được sử dụng cho loại mạch khuếch đại đẩy kéo biến áp này đều là bóng bán dẫn NPN với các đầu cực phát của chúng được kết nối với nhau.

Ở đây, dòng điện được chia sẻ giữa hai thiết bị bóng bán dẫn công suất khi nó giảm ở thiết bị này và tăng ở thiết bị kia trong suốt chu kỳ tín hiệu làm giảm điện áp đầu ra và dòng điện về không. Kết quả là cả hai nửa của dạng sóng đầu ra giờ thay đổi từ 0 đến hai lần dòng tĩnh, do đó làm giảm sự tiêu tán. Điều này có tác dụng tăng gần gấp đôi hiệu suất của bộ khuếch đại lên khoảng 70%.

Giả sử rằng không có tín hiệu đầu vào nào, thì mỗi bóng bán dẫn mang dòng điện góp tĩnh bình thường, giá trị của dòng điện này được xác định bởi phân cực cơ sở tại điểm cắt. Nếu máy biến áp được chạm chính xác tâm, thì hai dòng điện góp sẽ chảy ngược chiều nhau (điều kiện lý tưởng) và sẽ không có từ hóa lõi máy biến áp, do đó giảm thiểu khả năng bị méo.

Khi một tín hiệu đầu vào hiện diện qua thứ cấp của biến áp điều khiển T1 , các đầu vào cơ sở của bóng bán dẫn ở trạng thái “chống pha” với nhau như được hiển thị, do đó nếu cơ sở TR1 chuyển động tích cực dẫn đến bóng bán dẫn dẫn điện nặng, dòng điện thu của nó sẽ tăng nhưng đồng thời dòng cơ bản của TR2 sẽ đi âm sâu hơn vào dòng cắt và dòng thu của bóng bán dẫn này giảm một lượng bằng nhau và ngược lại. Do đó các nửa âm được khuếch đại bởi một bóng bán dẫn và các nửa tích cực bởi bóng bán dẫn kia tạo ra hiệu ứng đẩy kéo này.

Không giống như điều kiện DC, các dòng điện xoay chiều này là BỔ SUNG dẫn đến hai nửa chu kỳ đầu ra được kết hợp để cải cách sóng sin trong cuộn sơ cấp của máy biến áp đầu ra mà sau đó xuất hiện trên tải.

Hoạt động của mạch class B có phân cực DC bằng không vì các bóng bán dẫn được phân cực ở điểm cắt, vì vậy mỗi bóng bán dẫn chỉ dẫn khi tín hiệu đầu vào lớn hơn điện áp Bộ phát gốc . Do đó, ở đầu vào không có đầu ra bằng không và không có điện năng nào được tiêu thụ. Khi đó, điều này có nghĩa là điểm Q thực tế của bộ khuếch đại Class B nằm trên phần Vce của đường tải như hình dưới đây.

Bộ mạch công suất Class B có lợi thế lớn hơn so với anh em họ Class A của chúng là không có dòng điện chạy qua các bóng bán dẫn khi chúng ở trạng thái tĩnh (tức là không có tín hiệu đầu vào), do đó, không có điện năng nào bị tiêu tán trong các bóng bán dẫn đầu ra hoặc máy biến áp khi không có tín hiệu hiện diện không giống như các giai đoạn khuếch đại Class A đòi hỏi độ lệch cơ sở đáng kể do đó tản ra rất nhiều nhiệt – ngay cả khi không có tín hiệu đầu vào.

Vì vậy, hiệu suất chuyển đổi tổng thể (  η  ) của bộ khuếch đại lớn hơn so với loại A tương đương với hiệu suất đạt tới 70% có thể, dẫn đến gần như tất cả các loại bộ khuếch đại đẩy kéo hiện đại hoạt động ở chế độ Loại B này.

Ưu và nhược điểm của mạch công suất class B

Qua nguyên lý hoạt động của mạch công suất class B ta có thể điểm qua một số ưu và nhược điểm dòng mạch này như sau:

Ưu điểm của mạch class B

• Mạch công suất class B là một trong những bộ khuếch đại được sử dụng nhờ hiệu quả hoạt động tương đối cao, lên tới 80%, không bị quá nóng 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 của mạch class B

Bên cạnh những ưu điểm trên, mạch class B còn có một số nhược điểm như:

• 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.
• Mạch class B sử dụng máy biến áp trung tâm cân bằng trong thiết kế nên chi phí sản xuất của nó khá đắt.

Trên đây là một số thông tin về cục đẩy công suất, ampli class B. Hy vọng những thông tin này giúp bạn hiểu hơn về mạch class B trong cục đẩy giúp mọi người có những quyết định, những lựa chọn chính xác hơn. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào hãy vui lòng để lại bình luận bên dưới để chúng tôi giải đáp nhanh nhất cho bạn nhé.

Duy Shinota

Là người kinh doanh trong lĩnh vực âm thanh hơn 15 năm qua ,tôi hiện là giám đốc tại Lạc Việt Audio -nhà phân phối thiết bị âm thanh số 1 Việt Nam.Chúng tôi chuyên cung cấp và setup các sản phẩm thiết bị và hệ thống âm thanh chuyên nghiệp có chất lượng tốt nhất cùng mức giá cạnh tranh hàng đầu tại thị trường trong nước