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

80 5. TELJESÍTMÉNY ÉS HATÁSFOK, TELJESÍTMÉNYFOKOZATOK
legfeljebb telítésbe kerülhetnek, ami azt jelenti, hogy rajtuk a legkisebb kollektor-emitter feszültség
U m -nél kisebb nem lehet. A fokozat kivezérelhetősége tehát az alábbi egyenlettel adható meg:
U − = U + = min[2I C0 R f ,U t −U m ] (5.35)
ezért a fogyasztón folyó szinuszos áram maximális amplitúdója az
[
2I cmax = min 2I C0 , U ]
t −U m
R f
kifejezéssel számolható.
A fokozat a telepből a vezérléstől függetlenül
(5.36)
P T = P T max = 2U t I C0 (5.37)
átlagos teljesítményt vesz fel.
A fokozatban az egy tranzisztoron disszipálódó teljesítmény tetszőleges kivezérlésnél:
P D1 = P D2 = P T −P f
2
A telephatásfok a fenti eredmények alapján az
η T = P f max
P T max
= (2I cmax) 2 R f
4U t I C0
= U t I C0 − (2I c) 2
R f . (5.38)
2
= 4R ( [
f
min I C0 , U ])
t −U 2
m
(5.39)
4U t I C0 2R f
egyenlettel számolható, és az a feladatunk, hogy keressük meg ennek a függvénynek az optimumát az
I C0 függvényében. A függvény mindaddig egyenesen arányosI C0 -lal, amígI C0 < (U t −U m )/2R f -
nél, e felett a küszöb felett pedig a függvény fordítottan arányos I C0 -lal.
Az I C0 = (U t −U m )/2R 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
(5.40)
2R f
kifejezés alapján I C0 növelésével nő, de nem haladhatja meg az (U t −U m )/2R f értéket, és tudjuk,
hogyI cmax növelésével a fogyasztóra jutó teljesítmény nő.
Ezért nyilvánvaló, hogy az optimális munkapontot az
I C0opt = U t −U m
2R f
(5.41)
egyenlőség adja meg, ami egyben a maximális kivezérléshez tartozik. Ebben a munkapontban a fogyasztóra
jutó maximális teljesítmény
a telepből felvett maximális teljesítmény
P f max = (U t −U m ) 2
2R f
, (5.42)
P T max = 2U t I C0opt = 2U t
U t −U m
2R f
, (5.43)
és az egy tranzisztoron disszipálódó maximális teljesítmény (kivezérlés nélküli állapotban)
P Dmax(1tr) = U t I C0opt = U t
U t −U m
2R f
. (5.44)