Puissance

Pages: 9 (2019 mots) Publié le: 28 octobre 2013
AMPLIFICATEUR DE PUISSANCE
Il constitue généralement le dernier étage d'une chaîne amplificatrice; il doit être capable de fournir à une charge (haut-parleur, moteur...) une certaine puissance. Celle-ci est prélevée à l'alimentation, et le rendement de l'étage doit être le plus élevé possible. On supposera nulle la tension de saturation des transistors; la grande amplitude des signaux n'autoriseplus l'utilisation du schéma équivalent des transistors.

1. CLASSE D'UN AMPLIFICATEUR 1.1 Angle d'ouverture
On appelle angle d'ouverture l'intervalle angulaire pendant lequel un transistor conduit.

1.2 Classes
Classe A : angle d'ouverture égal à 2π Classe B : angle d'ouverture égal à π Classe C : angle d'ouverture inférieur à π

2. AMPLIFICATEUR EN CLASSE A 2.1 Schéma, point de reposiC Vcc Ru Vcc IC0 vs A

Rb Ce ve

Ru

Vcc Vcc v CE 2 Le point de repos A est choisi de façon à obtenir aux bornes de la charge Ru une tension d'amplitude maximale.

2.2 Puissances et rendement
2.2.1 Puissance utile

Vs2 La charge étant résistive : Pu = Ru
L'amplitude maximale de la tension de sortie ayant pour valeur Vcc /2, la puissance utile maximale a pour valeur :
2 V cc

Pu Max=

8. R u

2.2.2 Puissance absorbée
2 Vcc Vcc 1T Pa = ∫ Vcc . i c . dt = Vcc . < i c > = Vcc . = T0 2. Ru 2.Ru

En classe A, la puissance absorbée est indépendante de la puissance fournie à la charge. 2.2.3 Rendement

η=

Pu 2. Vs2 = Pa Vcc

et

ηMax =

PuMax Pa

= 0,25
Amplliiffficattteurr de puiissance Amp li iica e ur de pu issance Amp ca eu de pu ssance

Le rendementmaximal d'un amplificateur en classe A est de 25%.
Serrge MONNIIIN Serg e MONN N Se ge MONN N

1

3. AMPLIFICATEUR EN CLASSE B 3.1 Principe de fonctionnement
iC iC T1
1 1

Vcc Ru vs Ru is Vcc -v CE
2

Vcc B Vcc v CE
1

ve

T2 iC
2

- iC

2

iC

1

t iC
2

t

is

t
Les transistors T1 et T2 sont complémentaires, le point de repos choisi est le point B si bien qu'enl'absence de tension ve, la charge n'est parcourue par aucun courant. Les transistors T1 et T2 conduisent alternativement : • pour que T1 conduise il faut que ve > VBE1 • pour que T2 conduise il faut que ve < VBE2 • si VBE2 < ve < VBE1 aucun transistor ne conduit d'où l'allure des courants ci dessus. On remarquera que le courant circulant dans la charge n'est pas purement sinusoïdal mais présenteune distorsion dite de croisement ou de recouvrement (cross-over). Cette distorsion peut être supprimée grâce à des montages appropriés (cf §3.3).

Serrge MONNIIIN Serg e MONN N Se ge MONN N

Amplliiffficattteurr de puiissance Amp li iica e ur de pu issance Amp ca eu de pu ssance

2

3.2 Puissances et rendement
3.2.1 Puissance absorbée On supposera pour les calculs suivants que ladistorsion de croisement est compensée. Soit Pa1 la puissance fournie par l'alimentation positive :

Vcc 1T Pa1 = ∫ Vcc . i c1. dt = T0 T

T/2

∫ $I . sin ωt. dt =
c 0

Vcc . $c I π

$ 2. Vcc . Vs Pa = Pa1 + Pa2 = 2.Pa1 = π.Ru
La puissance absorbée croît linéairement avec la tension aux bornes de la charge. La puissance absorbée maximale vaut donc : PaMax 3.2.2 Puissance utile

=

2 2.Vcc π.R u

Pu =

Vs2 Ru

La puissance utile est une fonction parabolique de la tension aux bornes de la charge.
2 Vcc = 2.Ru

L'amplitude maximale de la tension de sortie ayant pour valeur Vcc, la puissance utile maximale a pour valeur : Pu Max

3.2.3 Rendement

η=

$ π. Vs π. Vs Pu = = Pa 2. 2. Vcc 4. Vcc

et

ηMax =

PuMax Pa

=

π = 0,785 4

Le rendement croîtlinéairement avec la tension aux bornes de la charge. 3.2.4 Puissance dissipée dans les transistors La puissance dissipée dans les transistors est une $ $ Vs  2. Vcc Vs  fonction parabolique de la tension aux bornes de la PT = Pa − Pu = −   Ru  π 2  charge. Cherchons la valeur de Vs pour laquelle la puissance PT est maximale, pour cela dérivons cette puissance par rapport à la tension de sortie et...
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