Amplificadores De Potencia

AMPLIFICADORES DE POTENCIA
El propósito del amplificador de potencia es proporcionar una tensión de salida con máxima excursión simétrica sin distorsión a una baja resistencia de carga. En la práctica, un sistema puede consistir en varias etapas de amplificación, la ultima de las cuales suele ser un amplificador de potencia. La carga alimentada por este amplificador de potencia puede ser unaltavoz, un excitador, un solenoide o algún otro dispositivo analógico. La entrada al sistema es una señal que se amplifica a través de etapas de ganancia de tensión. La salida de las etapas de ganancia de tensión tiene la suficiente amplitud para alimentar el amplificador de potencia de la salida.
La representación en bloques de un amplificador de audio es la mostrada en la figura 156:

Figura156. Representación en bloques de un amplificador de audio.
En la figura 156 el transductor produce una señal muy débil del orden de mv, las dos primeras etapas amplifican esta audio señal, la última etapa es una etapa de gran señal, de algunos voltios a decenas de voltios, debe producir suficiente corriente para manejar la baja impedancia del altavoz. El amplificador de potencia debe operar enforma eficiente y debe ser capaz de manejar grandes cantidades de potencia ya que deben trabajar con tensiones e intensidades de gran amplitud. (La potencia por lo regular es de unos cuantos watt’s a cientos de watt’s).
 
Los factores del amplificador de potencia que mayor interés presentan son:
          Eficiencia en potencia del circuito (rendimiento).
          Máxima cantidad de potenciaque el circuito es capaz de manejar.
          Acoplamiento de impedancia en relación con el dispositivo de salida.
 
Con respecto al rendimiento debe ser lo mayor posible para que el amplificador entregue una señal de la máxima potencia posible a cambio de la potencia que toma de la fuente de alimentación en forma de corriente continua.
 
El rendimiento esta dado por:
                            (65)
 
El rendimiento indica cuanta potencia extraída de la fuente alcanza la carga como una señal a.c, indica también la cantidad que no alcanza la carga y que debe disiparse en forma de calor por el transistor. El rendimiento depende del punto de operación establecido.
 
EJEMPLO
La potencia de la salida del amplificador es 8w, la fuente de alimentación genera 16v y el amplificadorconsume 1A. Determinar cual es el rendimiento del amplificador.
 
La potencia de corriente continua que penetra al amplificador es P=VI=16v*1A=16w, por tanto de la ecuación (65) se tiene que:

Este rendimiento indica que el 50% de la potencia de cc. de entrada alcanza la salida en forma de potencia de a.c en la carga.
 
A continuación, se presenta una breve descripción de las clases deamplificadores de potencia.
 
Clase A: La señal de salida varía para los 360° completos de ciclo. La figura 157 a) muestra que esto requiere que el punto Q se polarice a cierto nivel, de manera que al menos la mitad de la variación de la señal para la salida pueda variar arriba y abajo sin tener que alcanzar un voltaje suficientemente alto para ser limitado por el nivel del voltaje de la fuente o demasiadobajo para aproximarse al nivel inferior de la fuente, ó 0v en esta descripción.

Figura 157. a) Amplificador Clase A. b) Amplificador clase B.
 
Clase B: Un circuito de clase B proporciona una señal de salida que varia sobre la mitad del ciclo de la señal, como se aprecia en la figura 157 b). El punto de polarización d.c para un clase B se encuentra por lo tanto en 0v, lo que implica unavariación de la salida desde este punto de polarización para un medio ciclo. Obviamente, la salida no es una reproducción fiel de la entrada si solamente se tiene presente un medio ciclo. Son necesarias dos operaciones de clase B, una para proporcionar la salida del medio ciclo de salida positivo y otra para proporcionar la operación del medio ciclo negativo. La combinación proporciona entonces...