Compreendendo não-idealidades dos amplificadores em Classe D: cargas reativas e capacitâncias parasitas

Desde nossa primeira discussão sobre operação Classe D, sabemos que um amplificador Classe D ideal tem uma eficiência teórica de 100% e uma potência de saída de PL = 2VCC2/π2RL. Vamos ver como a diferença de fase na Figura 3 influencia esses parâmetros.

O efeito da carga reativa na potência de saída

Precisamos saber o valor de pico da corrente de carga (Ip) para calcular a potência fornecida à carga. A corrente de carga é produzida pelo componente fundamental de VA. Usando a representação da série de Fourier para expressar VA em termos de seus componentes de frequência constituintes, obtemos:

Equação 1.

onde ⍵0 é a frequência fundamental angular da onda quadrada.

A partir da Equação 1, vemos que o componente fundamental de VA tem um valor de pico de 2VCC/π. Tanto a equação quanto seu resultado permanecem inalterados quando tratamos de um amplificador Classe D ideal.

O mesmo não pode ser dito da Equação 2. A impedância de carga (ZL) na frequência de comutação (⍵0) não é mais simplesmente igual a RL. Em vez disso, ela consiste na conexão em série de La e RL, dando-nos uma impedância de:

Equação 2.

onde XL é a reatância indutiva. Usando a lei de Ohm, a corrente que flui através da carga é:

Equação 3.


Da Equação 3, o valor de pico de iRF é Ip = 2VCC/π│ZL│. Lembrando que irms é igual a Ip/√2, agora podemos calcular a potência média entregue à carga:

Equação 4.

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