รู้จัก CLASS แอมพ์กันทั้งเรือนร่าง (1)

ในอดีตแอมพ์มีเพียง 2 ชนิดคือ CLASS AB และ CLASS A แต่ปัจจุบันมีทั้ง CLASS AB, A, D, G, H และ CLASS T นอกจากนี้ ยังมีพวกที่ไม่มี CLASS อีกด้วย เทคโนโลยีใหม่นำมาซึ่งขนาดที่เล็กลง ราคาที่ถูกลง ในขณะที่สมรรถนะ และประสิทธิภาพ สูงขึ้นดีขึ้น เราจะเอาแอมพ์รุ่นใหม่ๆ มาเปรียบเทียบประสิทธิภาพในทุกๆ CLASS เราจะ ไขข้อข้องใจ และในส่วนที่หลายๆ คนยังเข้าใจผิด ให้เข้าใจกันอย่างถูกต้อง แอมพ์มีวงจรป้องกันการลัดวงจร และเครื่องร้อนเกิน โดยมีพัดลมระบายความร้อน ดีเลย์เทิร์น ออน และวงจรป้องกันไฟเกินโอเวอร์โวลเทจ ในอดีตต้องใช้ชิ้นส่วนมากมายไปหมด แต่ปัจจุบัน ใช้ไมโครโพรเซสเซอร์เพียงตัวเดียว เพื่อจัดการทุกอย่างของเครื่อง ที่สำคัญคือ ยังช่วยลดต้น ทุนการผลิตอีก ไมโครโพรเซสเซอร์สามารถควบคุมโวลเทจแบทเตอรี โวลเทจภายใน ควบคุม อุณหภูมิ และครอสส์โอเวอร์ ชิพคอมพิวเตอร์เหล่านี้ ทำหน้าที่หลากหลาย แอมพลิฟายเออร์ย่อมทำงานไม่ได้แน่ หากขาดส่วนของเพาเวอร์ ซัพพลาย ก่อนอื่นเรามาดู ในส่วนของการออกแบบภาคเพาเวอร์ ซัพพลายกันก่อน POWER SUPPLY จุดประสงค์ของภาคเพาเวอร์ ซัพพลายก็คือ แปลงกระแสไฟแบทเตอรีในรถยนต์มาเป็นไฮ โวลเทจ ยกตัวอย่างถ้าแอมพ์ผลิต 100 วัตต์ ที่โหลดลำโพง 4 โอห์ม เราต้องใช้ 20 โวลท์ (RMS) หมายความว่าเราต้องใช้ประมาณ +/-28 โวลท์ 20 โวลท์ (RMS) = 28.28 โวลท์ (PEAK) ซึ่งเราเรียกว่า RAIL VOLTAGE เพราะทรานซิสเตอร์เอาท์พุทของแอมพ์ ไม่ สามารถขับแรงดันไปได้จนถึงระดับนี้ จริงๆ แล้วเราต้องการโวลเทจที่สูงกว่าเล็กน้อยเท่านั้น ขั้นตอนของการแปลงไฟ DC 12 โวลท์เป็นไฟ AC ป้อนเข้าไปในทรานสฟอร์เมอร์ แล้วแปลง กลับมาเป็น DC อีกครั้งหนึ่ง การแปลงกระแสไฟจากแบทเตอรี 12 โวลท์ มาเป็น AC นั้นง่าย โดยมีไอซี PWM (PULSE WIDTH MODULATOR) ป้อนส่วนของ MOSFET ซึ่งทำหน้า ที่สวิทช์ทรานซิสเตอร์ให้ทำงานได้เหมาะสมกับงาน กระแสไฟ 12 โวลท์ จะถูกสวิทช์ที่ความถี่สูงมากๆ ในช่วง 40-150 HZ ความเร็วของสวิทช์ ที่ช้าจะต้องการทรานสฟอร์เมอร์ตัวใหญ่ แต่ที่ความเร็วสูงกลับไม่มีการสวิทช์เลย ทรานสฟอร์ เมอร์รุ่นใหม่ จะมีเรคทิฟายเออร์ที่ทำงานเร็วขึ้น ทำงานได้ดีที่ความถี่สูงมากๆ แอมพ์ที่ดีๆ ใน ทุกวันนี้มีภาคเพาเวอร์ ซัพพลายที่เล็ก ซึ่งผลิตกำลังไฟที่มากจนน่ากลัว REGULATED POWER SUPPLIES แอมพ์รุ่นก่อนๆ จะไม่มีเรกูเลท เพาเวอร์ ซัพพลาย ซึ่งเรกูเลท ซัพพลายจะต้องการฟิลเตอร์ คาพาซิเตอร์ที่มีคุณภาพสูงมากๆ เรียกว่า LOW ESR CAPACITOR, OUTPUT CHOKES และวงจร ISOLATED VOLTAGE FEEDBACK การเรกูเลทเกิดขึ้นโดยการควบคุมสวิทช์ ความกว้างของ PULSE จาก 0-100 % เพื่อชดเชยสำหรับการเปลี่ยนแปลงในแบทเตอรี และ เรลโวลเทจ อาการเดียวกันนี้ เกิดขึ้นเมื่อระดับของเสียงเพิ่มขึ้น เมื่อแอมพ์ดึงไฟจากภาคซัพ พลายมากขึ้น เรลโวลเทจก็จะตกลง วงจรเรกูเลเตอร์จะรับรู้สัญญาณที่ตกลงไปนี้ และตอบ สนองโดยเพิ่มความกว้างของ PULSE ให้มากขึ้น รูปแบบของคลื่น PWM ความถี่สูงถูก RECTIFIED (แปลงเป็น DC) และส่งให้กับ OUTPUT FILTER CHOKE และคาพาซิเตอร์ เอาท์พุทของวงจรนี้ ก็คือ DC บวก และลบที่ป้อนให้กับเพา เวอร์แอมพ์ UNREGULATED POWER SUPPLIES แบบนี้จะมีราคาที่ถูกกว่าแบบแรก เพราะไม่มี OUTPUT CHOKE, VOLTAGE SENSE หรือ วงจร ISOLATION เพราะมีรอบการทำงานเกือบ 100 % กระแสระลอกคาพาซิเตอร์จะ ต่ำมากในซัพพลายแบบนี้ แอมพ์จะผลิตเพาเวอร์พิเศษในระหว่างทรานเชียล แอมพ์เครื่อง เสียงบ้านส่วนใหญ่ ใช้ซัพพลายแบบนี้ โดยทำงานที่ 60 HZ ฟิลเตอร์ คาพาซิเตอร์ต้องใหญ่กว่าที่ ใช้ในสวิทช์ความถี่สูง 200-500 เท่า คาพาซิเตอร์แบบพิเศษในแอมพ์เครื่องเสียงบ้าน เป็นผลให้ ผลิตเพาเวอร์พิเศษ ในระหว่างทรานเชียลในการออกแบบซัพพลายแบบนี้ จะมีซัพพลายโวล เทจที่สูงกว่าที่เพาเวอร์ต่ำ เป็นสาเหตุให้โวลเทจที่สูงกว่าที่ เอาท์พุททรานซิสเตอร์ ซึ่งเป็นสาเหตุ ให้ลดประสิทธิภาพแอมพ์ลงไป แอมพ์เล็กๆ (น้อยกว่า 100 วัตต์) ไม่สามารถพิจารณาว่าดี หรือไม่ ดีได้ จากราคาของวงจรเรกูเลเตอร์ เพราะส่วนใหญ่จะเห็นเพาเวอร์ ซัพพลาย ในแอมพ์ที่เล็กๆ เหล่านี้ หน้าที่ และโครงสร้าง UN/REGULATED SUPPLIES ผู้ออกแบบบางราย พยายามให้ซัพพลายเรกูเลทโวลเทจแบทเตอรี ให้ต่ำเหลือเพียง 9.5 โวลท์ ซัพพลายชดเชย โดยการเพิ่มกระแสไฟ ตารางต่อไปนี้ (ตารางที่ 1) แสดงโวลเทจ และกระแส ไฟสำหรับแอมพ์โอเวอร์เรกูเลท 500 วัตต์ ที่ทำงานฟูลล์เพาเวอร์ ตารางที่ 1 แรงดันไฟแบทเตอรี (โวลท์) กระแสไฟแบทเตอรี (แอมพ์) 9.5 100 12 77 14 59 ตารางเปรียบเทียบการทำงาน UN/REGULATED POWER SUPPLIES แรงดันแบทเตอรี (โวลท์) UNREGULATED (วัตต์) REGULATED (วัตต์) 10 46 90 12 70 100 14 98 100 15 113 100 กระแสไฟเพิ่มขึ้นที่โวลเทจต่ำ เพราะกระแสไฟสูงที่โวลเทจต่ำ ประสิทธิภาพของซัพพลายจะตกลง ตามลำดับ ทำให้ต้องการกระแสไฟเพิ่มมากขึ้น ที่ไฮโวลเทจ PULSE WIDTH จะลดลง เป็นเหตุให้กระแสไฟระลอกเพิ่มขึ้น กระแสไฟสูงทำให้ ฟิลเตอร์คาพาซิเตอร์ร้อน และสามารถทำลายอีเลคโทรไลท์ในคาพาซิเตอร์ด้วย ผู้ผลิตบางรายไม่ ใช้คาพาซิเตอร์ที่มีคุณภาพดี สำหรับช่วงของเรกูเลเตอร์ แอมพ์เหล่านี้ จะทำงานได้ไม่เต็มที่ ไม่ถึงปีก็พัง กระแสไฟเกินที่โวลเทจต่ำ เป็นภาระหนักมากกับแบทเตอรี ดังนั้นอยากจะแนะนำว่า แอมพ์ควรจะลดเรกูเลเตอร์ลงเหลือประมาณ 11-11.5 โวลท์ การทำงานของระบบชาร์จที่เหมาะ สม จะทำให้โวลเทจของแบทเตอรีสูงกว่าระดับนี้ สำหรับฉบับหน้า พบกับแอมพ์ CLASS A และ AB ภาพ 1 วงจรภาคต่างๆ ในแอมพ์ 2 REGULATED POWER SUPPLY 3 OUTPUT AND POWER SUPPLY RAIL 4 แรงดัน 12 โวลท์ สวิทช์ที่ 100 KHZ