Cos'è un Amplificatore in Classe D?
Un amplificatore in Classe D è un dispositivo elettronico che utilizza la modalità di commutazione di un transistor per controllare il flusso di potenza. Si usa dove sono richieste alte potenze d'uscita. Un amplificatore Classe D ha un'efficienza del 100%. L'alta efficienza dell'amplificatore a modulazione di larghezza d'impulso (PWM) aiuta a ridurre il consumo energetico durante l'uso. Le estrusioni in alluminio su un amplificatore ad alta potenza riducono il dissipatore di calore. L'elettronica dell'amplificatore viene mantenuta a temperatura fresca.
Utilizzi dell'Amplificatore Classe D
Gli amplificatori Classe D si usano in teatri e auditorium che necessitano sistemi di rinforzo sonoro. La Classe D è usata nel Crest Audio CD3000, un amplificatore di potenza da 1500 watt per canale. Si usa anche in amplificatori per basso, come lo Yamaha BBT500H da 500 watt.
Modulazione
Un amplificatore Classe D usa la modulazione di larghezza d'impulso (PWM). Il segnale d'ingresso viene convertito in una serie di impulsi ad altissima frequenza. L'uscita di commutazione è composta da una serie di impulsi. Un filtro rimuove le frequenze indesiderate dall'uscita, mantenendo l'efficienza tramite induttori e condensatori.
Funzionamento
L'amplificatore Classe D opera commutando le uscite tra "on" e "off". Quando è "on", la corrente fluisce attraverso l'amplificatore e la dissipazione di potenza è zero. Quando è "off", la tensione agisce come circuito aperto e interrompe il flusso di corrente. Il PWM crea un'onda a frequenza fissa.
Topologie
Un amplificatore Classe D ha due topologie: half-bridge e full-bridge. L'half-bridge usa due dispositivi di uscita; il full-bridge ne usa quattro. L'half-bridge è più flessibile. Il full-bridge è più complicato e richiede dispositivi di uscita a tensione inferiore.
Driver di Gate
Il driver di gate in un amplificatore Classe D fornisce un'alta corrente di 20-50ns per caricare e scaricare durante l'intervallo di commutazione. In un half-bridge a canale N, una tensione è presente tra il gate di un MOSFET per pilotarlo. Se la sorgente del MOSFET inferiore è connessa a Vss, il suo circuito di pilotaggio deve riferirsi al nodo Vss. Il MOSFET superiore è più difficile da pilotare: la sua sorgente flotta tra +Vdd e -Vss.