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

78 5. TELJESÍTMÉNY ÉS HATÁSFOK, TELJESÍTMÉNYFOKOZATOK
feszültségU m -nél kisebb nem lehet. A fokozat kivezérelhetősége tehát az alábbi egyenletekkel adható
meg:
U + = U t −U m , (5.20)
ezért a fogyasztón folyó szinuszos áram maximális amplitúdója az
[
I cmax = min I C0 , U ]
t −U m
R f
kifejezéssel számolható.
A fokozatban a felső tranzisztor disszipációja
P D1 = 1 T
∫ T
az alsó tranzisztoré pedig
0
U − = min[I C0 R f ,U t −U m ] (5.21)
(5.22)
(U t −R f I c cos(ωt))(I C0 +I c cos(ωt))dt = U t I C0 − I2 c
2 R f, (5.23)
P D2 = 1 T
∫ T
A fokozat a telepből a vezérléstől függetlenül
átlagos teljesítményt vesz fel.
A fokozat telephatásfoka a fenti eredmények alapján az
0
(U t +R f I c cos(ωt))I C0 dt = U t I C0 . (5.24)
P T = P T max = 2U t I C0 (5.25)
η T = P f max
= I2 cmaxR f
= R ( [
f
min I C0 , U ])
t −U 2
m
(5.26)
P T max 4U t I C0 4U t I C0 R f
egyenlettel számolható. Látható, hogy a telephatásfok az I C0 < (U t −U m )/R f tartományban az
I C0 -lal arányosan nő, míg ezen határ felett (haI C0 > (U t −U m )/R f ) az I C0 -lal fordítottan arányos.
Az I C0 = (U t −U m )/R f választással a fogyasztóra maximális teljesítmény is felveszi a lehetséges
maximális értékét, mivel a fogyasztón folyó szinuszos áram amplitúdója az
[
I cmax = min I C0 , U ]
t −U m
(5.27)
R f
kifejezés alapján I C0 növelésével nő, de nem haladhatja meg az (U t −U m )/R f értéket, és tudjuk,
hogyI cmax növelésével a fogyasztóra jutó teljesítmény nő.
A fentiek alapján nyilvánvaló, hogy a maximális telephatásfokhoz tartozó optimális munkaponti
áramot az
I C0opt = U t −U m
R f
(5.28)
egyenlőség adja meg. Ebben a munkapontban a fogyasztóra jutó maximális teljesítmény
a telepből felvett maximális teljesítmény
P f max = (U t −U m ) 2
2R f
, (5.29)
P T max = 2U t I C0opt = 2U t
U t −U m
R f
, (5.30)