Dr. Pap László jegyzete - BME Hálózati Rendszerek és ...

74 5. TELJESÍTMÉNY ÉS HATÁSFOK, TELJESÍTMÉNYFOKOZATOK
• Hatásfokok (az egyes teljesítmények viszonya)
– Telephatásfok
Telephatásfok alatt azt a mérőszámot értjük, ami megadja a fogyasztóra jutó maximális teljesítmény
és a maximális telepteljesítmény viszonyát, ami maximális kivezérlésnél megegyezik a
fizikai hatásfokkal. Esetünkben ez
η T = P ( ) 2
f max Rf R E
= = 1 P T max R E +R f 4R f 4
R f R E
(R E +R f )
2. (5.13)
Ha maximális hatásfokot szeretnénk elérni, akkor ezt a kifejezést az R E megválasztásával optimalizálhatjuk.
A kifejezés R E szerinti deriváltja:
dη T
= 1 R f (R E +R f ) 2 −2R f R E (R E +R f )
dR E 4 (R E +R f ) 4 = 0 (5.14)
amiből az optimális érték
R Eopt = R f . (5.15)
Ezt behelyettesítve a hatásfok képletébe az
η Topt = 1 4
R 2 f
(2R f ) 2 = 1
16
(5.16)
értéket kapjuk.
– Disszipációs hatásfok
Disszipációs hatásfok alatt azt a mérőszámot értjük, ami megadja a fogyasztóra jutó maximális
teljesítmény és az egy tranzisztoron maximálisan disszipálódó teljesítmény viszonyát.
Ez a mérőszám nem valóságos hatásfok, mivel a hatásfok mindig a hasznos teljesítmény
és a teljes teljesítmény hányadosa, így értéke 1-nél kisebb. Itt ez a mérőszám
csak arról ad felvilágosítást, hogy egy adott maximális hasznos teljesítményt előállító kapcsolásban,
legrosszabb esetben mekkora maximális teljesítményt kell egy tranzisztornak
disszpálni. Esetünkben ez
ami legjobb esetben az
η D = P ( ) 2
f max Rf R E
= = 1 P Dmax(1tr) R E +R f 2R f 2
R f R E
(R E +R f )
2, (5.17)
R 2 f
η Dopt = 1 2(2R f ) 2 = 1 8
(5.18)
értéket veszi fel.
A példa alapján megállapíthatjuk, hogy a vizsgált elrendezés hatásfoka meglehetősen rossz, mivel
1W hasznos szinuszos teljesítményhez 16W telepteljesíményre van szükség, és legrosszabb esetben
a tranzisztoron 8W teljesítmény disszipálódik. Célunk ezek után az, hogy jobb kapcsolástechnika
alkalmazásával javítsuk a teljesítményfokozatok hatásfokát.