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Amplificador Clase D

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Amplificador Clase D

Mensaje por Admin el Lun Mar 25, 2013 9:59 am

Amplificador Clase D

Un amplificador de conmutación o amplificador Clase D es un amplificador electrónico el cual, en contraste con la resistencia activa utilizada en los modos lineales de los amplificadores clase AB, usa el modo conmutado de los transistores para regular la entrega de potencia. Por lo tanto, el amplificador se caracteriza por una gran eficiencia (pequeñas pérdidas de energía), y esto trae consigo menos disipadores de calor y potencia, reduciendo el peso del amplificador. Además, si se requiere una conversión de voltaje, la alta frecuencia de conmutación permite que los transformadores de audio estorbosos sean reemplazados por pequeños inductores. Los filtros LC pasa-bajas suavizan los pulsos y restauran la forma de la señal en la carga.

Los amplificadores Clase D son utilizados con frecuencia en amplificadores de sistemas de refuerzo de sonido, donde se requiere un alto voltaje de salida. Por ejemplo, el Crest Audio CD3000 es un amplificador Clase D que tiene una potencia nominal de 1500 watts por canal, y sin embargo solamente pesa 21 kg.1 Un pequeño número de amplificadores de bajos también usan tecnología Clase D, como el Yamaha BBT500H, que tiene una potencia nominal de 500 watts y pesa menos de 5 kg.2

En ocasiones se confunde el término "Clase D" como si fuera un amplificador digital. El mapeo de la señal en la etapa de potencia puede ser controlado por una señal analógica o una señal digital. Sólo en el último caso se estaría usando una amplificación completamente digital.

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Ventajas

A pesar de la complejidad involucrada, un amplificador Clase D propiamente diseñado ofrece los siguientes beneficios:

Reducción en tamaño y peso del amplificador,
Menor pérdida de potencia debido a disipadores de calor menores (o inexistentes),
Menor costo debido a disipadores de calor menores y circuitería más compacta,
Gran eficiencia de conversión de potencia, usualmente mayor al 90%.

La alta eficiencia de un amplificador Clase D se debe al hecho de que la etapa de conmutación de salida nunca es operada en la región activa (o región lineal para BJTs). En vez de eso, los dispositivos de salida están completamente encendidos o apagados -ambos estados disipando cantidades mínimas de potencia en los dispositivos de salida-. Cuando los dispositivos están encendidos, la corriente a través de ellos es máxima pero el voltaje a través de ellos es (idealmente) cero y cuando los dispositivos están apagados, el voltaje a través de ellos es máximo pero la corriente es igual a cero. En ambos casos, la potencia disipada (V * I) es cero. Todos estos cálculos están basados en circunstancias ideales. En la práctica, siempre hay pérdidas, debidas a fugas, caídas de voltaje, velocidad de conmutación de los dispositivos de potencia, etc. De cualquier forma, estas pérdidas son suficientemente pequeñas para mantener una alta eficiencia.

Esto aún deja la señal con un contenido armónico considerable, que puede ser filtrado. Para mantener una alta eficiencia, el filtrado se hace exclusivamente con componentes reactivos, como inductores y condensadores, los cuales almacenan la energía hasta que se requiera en lugar de convertirla en calor.
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