Největším rozdílem spínaných a klasických lineárních koncových zesilovačů je využití pracovní oblasti tranzistoru. Zesilovače konstruované jako analogové využívají lineární části převodní charakteristiky tranzistoru. Tranzistory v podstatě fungují jako řízené rezistory.
Spínané koncové stupně využívají tranzistor v jeho mezních stavech. Tranzistory se chovají jako řízené spínače, buď jsou zavřeny, nebo plně otevřeny. Tímto je minimalizován ztrátový výkon. Je-li tranzistor rozepnut, neprotéká žádný proud, nevzniká na něm žádné teplo. Při druhém stavu je tranzistor plně sepnut. Na součástce vzniká jen minimální napětí a tak je tranzistor minimálně ohříván. V ideálním případě je na sepnutém tranzistoru nulové napětí a výkonové ztráty jsou taktéž nulové. Z těchto poznatků plyne největší přednost této skupiny zesilovačů a to jejich účinnost, která může převyšovat až 90%, teoreticky však 100%.
Aby mohli být výkonové tranzistory použity v krajní oblasti pracovní charakteristiky musí být vstupní signál patřičně upraven. Toto se děje v bloku pulsně šířkového modulátoru (PWM).
Princip spínaného zesilovače je naznačen na obrázku. Vstupní signál je přiváděn do bloku modulátoru, kde je převeden na PWM signál. Pokud tento signál nabude úrovně logické jedničky otevře se tranzistor T1 a na výstupu OUT je napětí +Vcc. V opačném případě je napětí na výstupu –Vcc.
Výstupní napětí bereme proti zemní svorce. Střední hodnota impulsů nese užitečnou informaci o audiosignálu. Na výstup takového zapojení je potřeba zařadit filtr typu dolní propust. Tento filtr zadrží vysokofrekvenční složky vzniklé při spínání. Schéma na obr. 3.1 je pouze principielní, ve skutečném zapojení musí obsahovat další bloky jako například budič koncových tranzistorů.
Obdobně jako konvenční zesilovače, tak i spínané zesilovače se dělí do tříd. Rozdělení a popis jednotlivých tříd se nachází zde: spinane_zesilovace.pdf (106,2 kB)
Zdroj:
SVADBÍK,V. Návrh a konstrukce spínaného audio koncového zesilovače. Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. Ústav radioelektroniky, 2009.