对任何压电致动器电路而言,防止信号误馈回到放大器至关重要。压电传感器能很容易地将机械能转换为电能和将电能转换机械能,因此传感器如果受到撞击,将产生大量回流到放大器输出的能量。当然,这种能量的破坏性很大。不过,只要简单地在每个放大器的输出端到其对应的电源轨之间连接几个超高速二极管MUR160(CR1至CR4),就可以为每个放大器提供保护。

图3:计算最大功耗的等效电路图

功耗计算与散热处理

压电式拾音头的负载阻抗由下式给出:

上式假定R=1Ω,C=1nF,ω=80kHz。

为计算每个模块的最大功率,需要用到图3给出的等效电路。首先,将图1电路分为两部分,每一部分都包含一个2nF电容和一个0.5Ω电阻,并假设虚线和符号代表接地。因为阻抗的实部(1Ω)与1989Ω的总容抗相比很小,可忽略不计。

在这个等效电路中,施加的电压将等于施加在每个模块上的总电压的一半。

每一半的电路输出驱动一半的容抗负载,即994.5Ω。为确定功耗,首先要知道负载上电压V和电流I之间的相位差。由于本例把负载作为一个纯电容来建模,所以相位角φ等于90°。当存在电抗性负载,相位角大于40°时,可由下式计算最大功耗:

这里,VS是每个电源的电压幅值,ZL等于负载阻抗。

因为负载是完全电抗性的,所以负载不消耗功耗,每个PA78放大器IC的功耗为5.18W。然后选择散热器,并确认每个PA78的温度不超过的最大允许结温。

HS27散热器是为安装PA78 IC而选择的。每个散热器的热阻为5.3℃/W,正如我们已确定的,每个放大器的功耗为5.18W。

必须确认PA78内MOSFET器件的结温不会超过安全值。常用的热阻计算公式如下: