رابطه ولتاژ- آمپراژ و کیفیّت:
یک پاور که برای ولتاژ پایین طراحی شده است، کیفیت کمتری دارد. از این رو در پاور اکوهمراه ها که مجبور به استفاده از ولتاژ پایین هستند، قدرت را فدای کیفیت می کنند و تا حدودی قید کیفیت می زنند.
البته اگر برای کسی قدرت مهم نباشد می تواند پاور 12 ولت با کیفیت طراحی کند (مراد از کیفیت اعم از پاسخ فرکانسی و دیستور می باشد)
بزرگترین اشتباهی که ممکن است از یک سازنده دستگاه سر بزند این است که در دستگاه آمپلی فایری که توقّع قدرت بالایی از آن دارید، از آی سی ها و مدارات 12 ولت استفاده کند (دیدم کسی این کار را کرده بود).
آمپراژ تأثیر تنازلی در کیفیت دارد، تأثیر آن هم بیشتر در جانب دیستور پاور است، اگر آمپراژ دو برابر شود، کیفیت کمی بالاتر می رود. البته پاوری که ولتاژ آن بالا باشد و آمپر آن پایین باشد و با ولتاژ آن تناسب نداشته باشد، به دلیل کمبود برق حتماً دیستور خواهد کرد.
رابطه ولتاژ-آمپراژ و قدرت:
طراحی مداری که در ولتاژ پایین قدرت زیادی ارائه بدهد سخت است، یعنی یک طرح با بازدهی بالا لازم است تا بتواند در ولتاژ مثلاً 12 ولت قدرتی معادل 20 وات ارائه دهد هر قدر هم که بازدهی بالا می رود، کنترل کیفیت سختتر می شود.
در عوض با زیادتر شدن ولتاژ در یک پاور، قدرت آن به صورت تساعدی بالا می رود، یعنی اگر استاندارد مدارات 12 ولت، 10 وات است، حدّ وسط در مدارات 24 ولت بیش از 50 وات است.
آمپراژ تأثیر چندانی در قدرت ندارد (مگر در امپدانس خروجی پایین تر)! برعکس ولتاژ که تأثیر تساعدی داشت، آمپراژ تأثیر تنازلی دارد. حدّ وسطی که یک پاور به آمپراژ نیاز دارد به بازدهی آن پاور بسته است. آمپراژ را حدوداً یک دهم ولتاژ در نظر می گیرند، یعنی برای پاور 50 ولت، ترانس 5 آمپر، که توان آن می شود: 250 وات.
رابطه ولتاژ- آمپراژ با حرارت:
یک پاور در ولتاژ پایین حرارت کمتری دارد، به خاطر اینکه بازدهی کمتری دارد، اگر بازدهی آن را زیاد بکنید حرارت آن به تناسب زیاد می شود.
در عوض حرارت پاور با بالا رفتن ولتاژ سیر تساعدی دارد! (همچنانکه قدرتش تساعدی بالا می رود، حراتش هم بالا می رود)، از این رو طراحی پاوری که در ولتاژ بالا حرارت کمی ایجاد بکند، نیازمند طراحی دقیقتری می باشد. در ولتاژ بالا باید ولتاژ پایه ترانزیستورها را کاهش داد تا در حدّ اشباع خود باقی بمانند. از بُعدی دیگر: بالا رفتن حرارت پاور، همگام با بالا رفتن پاسخ فرکانسی آن است و اگر شما پاسخ فرکانسی آن را تعدیل کنید، حرارت کاسته خواهد شد.
این حرارت به خاطر نشتی جفت ترانزیستورهای فلیپ فلاپ می باشد و با ارتقا دادن ترانزیستورهای خروجی نمی توان آن را برطرف کرد.
اما پاور آمپلی فایرها، در خصوص تحمّل ولتاژ خیلی حساستر هستند تا تحمّل آمپراژ! شما می توانید آمپراژ را زیاد کنید، اما حرارت بالا نمی رود، چون قدرت و بازدهی خروجی نیز چندان بالا نمی رود. پس به حدّ استاندارد آمپراژ اکتفا کنید.
مشخصاتی که برای یک پاور ارائه شد، نوعی و به صورت اقتضایی بودند، پس یک پاور با طراحی مطلوب یا نا مطلوب می تواند شرایط را برای خودش تغییر دهد.
با این مقدّمه به بررسی ابعاد حسن و ضعف پاورها می پردازیم.
- حرارت: پاوری مناسب است که در ولتاژی که برای کار آن در نظر گرفته شده است، کمترین حرارت را داشته باشد، وقتی زوج ترانزیستورهای خروجی پاور به درستی و با تقارن کامل کار می کنند، هیچ حرارتی به وجود نمی آید، از این رو می توان پاوری طراحی کرد که در قدرت صد وات نیاز به گرما گیر نداشته باشد! بله برخی از پاورهایی که من درست کرده ام اینگونه بوده اند.
خارج شدن این جفت ترانزیستور از تقارن می تواند منجر به دیستور شود یا منجر به نشتی DCگردد، که در هر دو صورت پاور داغ خواهد کرد. از آنجایی که دیستور مایه حرارت است، پس هرچه بیشتر در یک دستگاه داد بزنید، حرارت آن به صورت تساعدی بالا خواهد رفت. یعنی اگر یک پاور 100 وات در قدرت 10 وات، 2 درجه تولید داشته باشد، در اوج قدرت 200 درجه تولید گرما خواهد داشت که با گرما گیر دفع می شود.
پاوری که در اوج صدا ایجاد دیستور نمی کند شانس زیادی برای سرد ماندن دارد.
- نشتی DC: پاور خوب باید در اوج صدا، به خوبی ولتاژ AC متقارن ارائه بدهد و مخلوط با این نوسانات، هیچ برق مستقیمی وجود نداشته باشد، این گزینه به تنظیم ولتاژ بیس ترانزیستورها ربط دارد.
پاور اگر نشت ولتاژ مستقیم داشته باشد، علاوه بر اینکه زود داغ خواهد شد، می تواند مایه آسیب دیدن باندهای شما بشود.
هدر رفت انرژی در پاور را با معیار dissipation تعیین می کنند. مدراتی که سعی می کنند با ولتاژ پایین توان بالایی از آنها بگیرند، دارای هدر رفت بالایی هستند. در این مدارات سیر بالا رفتن قدرت با سیر بالا رفتن هدر رفت، تناسب ندارد، بلکه با بالا رفتن قدرت، هدر رفت آنها معمولاً کمتر می شود، و مدار پاور در قدرت بالا کنترل برق را بهتر به دست می گیرد.
- بازدهی: یک پاور باید در آمپراژ بالاتر بتواند بازدهی خود را حفظ کند تا به قدرت خروجی منجر شود (مراد از بازدهی را توضیح خواهیم داد). عموماً بازدهی پاورهای 42 ولت در آمپراژ 4 آمپر، پنجاه درصد یا کمی بیشتر است، که نتیجه آن قدرت 100 وات در خروجی است.
عموم پاورها گرچه در ولتاژ بالاتر بازدهی بیشتری خواهند داشت، اما محدودیتّ ولتاژ در آنها (به جهت کنترل حرارت) به معنای کم بودن بازدهی تلقی می شود.
آیا بازدهی کم عیب است؟
ذکر این نکته ضروروی است که بازدهی کم یک پاور به معنای هدر رفت بیشتر انرژی نیست! بلکه بازدهی کم (در این تعریفی که ما ذکر می کنیم) به این معناست که پاور حجم کمتری از جریان را می تواند به نوسانات صوتی تبدیل کند و جریانهای باقی مانده به صورت بالقوّه پشت سدّ ترانزیستورها باقی می مانند و بی مصرف می مانند.
بازدهی در پاور آمپلی فایر با بازدهی مثلاً یک یخچال تفاوت دارد. یک آمپلی فایر به هیچ وجه تبدیل انرژی انجام نمی دهد! بلکه تنها در برق مستقیم ایجاد نوسان می کند که این نواسانات در باند تبدیل به انرژی حرکتی (صوت) می شوند.
یک پاور با بازدهی پایین نیاز به یک منبع تغذیه بزرگتر دارد، اما نه به این معنا که مصرف پاور بالا باشد.
بنا بر این پاور با بازدهی کمتر، ضرورتاً هدر رفت انرژی ندارد و شما می توانید با یک مصرف کننده دیگر از باقی مانده برق ترانسی که به پاور کم بازده وصل شده است، استفاده کنید! آری شما می توانید به یک ترانس و یک منبع تغذیه دو عدد پاور وصل بکنید. فرض کنید که دو عدد پاور 200 وات در اختیار دارید، می توانید برای هر کدام یک ترانس 200 وات جداگانه وصل بکنید و می توانید با یک ترانس 300 وات برق هر دو را تأمین کنید، این کار حدّ اقل از جهت صرفه جویی در حجم منبع تغذیه بهتر می باشد.
دقّت دارید که آی سی آمپلی فایرهای استریو، چند پاور را با یک برق هدایت می کنند!
- دیتسور: پاوری که ترانزیستورهای خروجی آن، تقارن خود را در اوج بازدهی حفظ کند، کمترین دیستور را خواهد داشت. توجّه به کم بودن دیستور خروجی معیاری است که در بسیاری از تولیدات کشور نادیده گرفته شده است. عموم دستگاههای ایرانی دیستور بالایی در اوج صدا دارند. دستگاه جاسکو هم از این عیب مبرّا نیست.
دیستور در آمپلی فایرهای 12 ولت قوی (مثل آی سی های 20 وات و بالاتر) بسیار زیاد است (در حدّ ده درصد)، اما در برخی از طرحها و آی سی ها کمتر است و حتّی در برخی آی سی ها به حدّ 5 صدم درصد هم می رسد. فریاد زدن در چنین پاوری خیلی لذّت آور است.
دیستور را در دستگاهها با معیار THD (توتال هارمونیک دیستوریشن) و بر حسب درصد می شناسند.
در کاتولوگ آی سی ها نمودار دیستور آنها رسم شده است. آزار دهنده ترین نوع دیستور در طرحهایی است که با رسیدن به یک سقف خاص از صدا ناگهان دیستور می کنند. بسیاری از آی سی های ولتاژ پایین اینگونه هستند. مثلاً یک آی سی اکو همراه که 22 وات قدرت دارد، تا مرز 20 وات صدایی صاف و دلنشین دارد، اما همین که کمی صدا زیاد تر می شود و به سقف 22 وات می رسد، ناگهان صدای آن به پلهی دیستور می افتد و به یک معنا صدا (تِر تِر) می کند. ای کاش می شد صدای ورودی را کنترل کرد تا این پاور به 2 وات اضافی آخر را نرسد.
اگر طرحی پیدا کردید که خط نموداری آن به این شکل نبود حتماً قدر آن را بدانید.
- پاسخ فرکانسی: پاوری خوب است که در عین حرارت کم، پاسخ فرکانسی مناسبی داشته باشد. پاسخ فرکانسی پاورها معمولاً در حدی هست که کار انسان را راه بیندازد، اما کم بودن پاسخ فرکانسی دو نوع دردسر می تواند ایجاد بکند: یکی اینکه پاورهای با پاسخ فرکانسی پایین شفافیت کمتری دارند و نیاز است که ولوم زیر دستگاه را بیشتر باز کنید، دیگر اینکه چنین پاوری می تواند محدودیّت دریافت فرکانسی داشته باشد و در فرکانس بالاتر (با زیاد شدن ولوم زیر یا ایزوله نبودن فرکانسی دستگاه) کلاً هنگ کند و تنها صدای دیستور از آن شنیده بشود. این وضعیت بحرانی را در دستگاههای قدیمی و ولتی می توانید هنگام زیاد کردن ولوم زیر مشاهده کنید. دستگاههای قدیمی به جهت کم کردن حرارت، ولتاژ بیس را کاهش می دادند که منجر به افت فرکانسی و شکست در صدای کم می شد.
- امپدانس: امپدانس خروجی یک پاور به بازدهی آن خیلی ربط دارد. عموماً پاورهای ولتاژ پایین به خاطر بازدهی کم امپدانس بالایی دارند (16 یا 8 اهم) و پاورهای ولتاژ بالا به خاطر بازدهی زیاد امپدانس پایینی دارند (4 اهم یا کمتر). یک پاور با امپدانس پایین تحمّل جریان خروجی بیشتری را دارد و قابلیّت وصل کردن باندهای بیشتری را دارا می باشد.
پاورهای پل: گاهی برای بالا بردن بازدهی پاور، از دو عدد پاور به گونه ای استفاده می کنند که در طول همدیگر کار بکنند و مکمّل همدیگر باشند، بدین ترتیب قدرت افزایش می یابد بدون اینکه افتی در کیفیت پیش بیاید یا حرارت کار هر یک از پاورها بیشتر شود.
البته گاهی دو عدد پاور را با هم موازی می کنند تا در عرض همدیگر کار بکنند. این کار در مورد برخی پاورها جواب نمی دهد.
پل کردن دو پاور به منزله بالا بردن ولتاژ خروجی پاور است (بدون اینکه ولتاژ کار درایورهای پاور افزایش یافته باشد)، اما موازی کردن دو پاور به منزله بالا بردن آمپراژ پاور است.
فیدبک بوت استراپ (که از خروجی به سمت ترانزیستورهای تفاضلی کشیده می شود) ممکن است اثر موازی شدن دو پاور را خنثی کند.
بیشتر تأمل کنید ….
وب سایت https://mrjelectronic.ir
روبیکا: https://rubika.ir/mrjelectronic