الديناميكا الحرارية ونقل الحرارة
حساب ازدراء السلطة والكفاءة في دوائر المضخمات التشغيلية
Table of Contents
وتعد المضخمات التشغيلية عناصر أساسية في العديد من الدوائر الإلكترونية، إذ إن فهمها لتفكك السلطة والكفاءة يساعد على تحقيق أداء الدوائر الأمثل ويمنع التسخين المفرط.
Dissipation in Operational Amplifiers
ويشير تفكك الطاقة في مضخم تشغيلي إلى كمية الطاقة الكهربائية المحولة إلى الحرارة داخل الجهاز، وهو ما يحدده في المقام الأول حجم الإمدادات والتيار الذي يسحبه المضخم.
والصيغة الأساسية لحساب تفكك السلطة هي:
P = V]CC × ICC + V]E × IE
Where VCC and V]E are the positive and negative supply voltages, and ICC and IE are the respective current drawns from the respective currents.
حساب استهلاك السلطة
ولتحديد استهلاك الطاقة، وقياس حجم الإمدادات والتدفق الحالي إلى المضخم، وتطبيق الصيغة المذكورة أعلاه، باستخدام هذه القيم، لإيجاد الطاقة الكاملة التي تُنثر على أنها حرارة.
فعلى سبيل المثال، إذا كان المضخم يعمل في 0115V مع تيار 10mA من كل إمدادات، فإن تفكك الطاقة هو:
P = 15V × 0.01A + 15V × 0.01A = 0.3W]
كفاءة دوائر المضخمات التشغيلية
وتتمثل الكفاءة في دائرة مضخمة تشغيلية في نسبة الطاقة الإنتاجية المفيدة إلى مجموع الطاقة التي تم توفيرها، وبما أن المضخمين كثيرا ما يحولون الطاقة الكهربائية إلى حرارة، فإن كفاءتهم عادة ما تكون منخفضة.
ويمكن التعبير عن الكفاءة (القدرة) على النحو التالي:
= (P]out] / P]total) × 100٪]]
Where Pout] is the power delivered to the load, and P]total] is the total power drawn from the power supplies.
تحسين الكفاءة
ويمكن لاستخدام أجهزة الضخ العاملة ذات الطاقة المنخفضة والتصميم الأمثل للدائرة أن يقلل من تشتت الطاقة، كما أن الغرق الحراري السليم وتنظيم فولتاج الإمدادات يساعدان أيضا على الحفاظ على الكفاءة ومنع الضرر.