Wzmacniacz mocy
Teraz przedstawię fragment obliczeń wzmacniacza mocy.
Funkcję tą pełni przeciwsobny wzmacniacz tranzystorowy z końcowym stopniem w układzie Darlingtona. Stabilizację punktu pracy zapewniają dwa układy (w każdym ramieniu) wtórnika z zastosowaniem wzmacniaczy operacyjnych WO1 i WO2. Ich działanie powoduje stan równości napięć Ue2 oraz na wejściu + wzmacniacza WO1 (rozpatrując górne ramię wzmacniacza). Umożliwia to sprowadzenie zagadnienia stabilizacji prądu spoczynkowego do odpowiedniego obliczenia dzielnika Rd1 i Rd2. Jeżeli Rd2 << Rd1, na wyjściu wzmacniacza otrzymujemy napięcie zbliżone do wyjściowego WO3 pracującego jako przedwzmacniacz oraz pełniącego funkcję sumatora napięcia wejściowego Ui oraz ujemnego sprzężenia zwrotnego. Warunkiem nie wzbudzania się wzmacniacza jest zastosowanie jako WO3 układu umożliwiającego zewnętrzną kompensację częstotliwościową.
Na schemacie podałem dwa dodatnie napięcia zasilania: 15 V oraz 30 V. Są to dwa napięcia zasilacza przełączane przez blok sterujący. Ogranicza to straty mocy przy dużych prądach wyjściowych Io przy równocześnie występującym małym napięciu wyjściowym Uo. Ujemne napięcie zasilania jest oczywiście potrzebne do osiągnięcia stanu Uo = 0.
Dalej podałem przykład obliczenia prądu spoczynkowego tranzystorów mocy. Celem jest uzyskanie możliwie małej jego wartości (płytka klasa AB).
1. Wstępne założenia (Uo = 0, Io = 0).
W stanie spoczynkowym jest słuszne poniższe równanie prądów oraz zakładam dodatkowo równanie napięć
(1)
gdzie Isp jest prądem spoczynkowym. Z powyższego wynika równość rezystorów emiterowych
(2)
Warunkiem istnienia jakiegokolwiek prądu spoczynkowego jest nierówność
(3)
VIOmax1,2 jest maksymalnym napięciem niezrównoważenia wzmacniaczy operacyjnych WO1 i WO2. Niespełnienie powyższej nierówności spowoduje silne wahania Isp w zależności od egzemplarza wzmacniacza operacyjnego. Dla typu TL082 wartość VIOmax wynosi 9 mV.
Przyjmuję
Daje to maksymalną odchyłkę Isp równą 50%.
2. Obliczenie Re oraz prądu spoczynkowego.
Ze względu na małe napięcie |E2| zaczynam od kryterium maksymalnego spadku napięcia UR4.
(4)
Ze względu na bezpieczeństwo bazy T4 zakładam
(5)
Warunkiem na to, aby Uo mogło być równe 0 dla maksymalnego prądu wpływającego (−2 A) jest nierówność
(6)
gdzie Ur jest napięciem resztkowym pomiędzy napięciem zasilania wzmacniacza operacyjnego, a jego maksymalnym napięciem wyjściowym (najbardziej zbliżonym do napięcia zasilania). Dla TL082 wynosi ona 3 V dla obciążenia wzmacniacza rezystancją nie mniejszą niż 10 kΩ oraz całkowitym napięciu zasilania 30 V.
Przyjmując dodatkowo napięcia baza-emiter równe 0.7 V oraz IRe4max = 2 A (max prąd wpływający) otrzymujemy
(7)
Współczynnik 0.5 realizuje zalecenie nierówności (6).
W stanie spoczynku dla
mamy następujący prąd spoczynkowy
(8)
Dla E1 = 30 V nieznacznie się zwiększy.
Z powyższego obliczenia widać, że trudno jest uzyskać płytką klasę AB. Wynika to ze zbyt małego stosunku 
.
Moc rezystorów emiterowych wynosi
(9)
