Un amplificador de audio de clase D es un dispositivo diseñado para reproducir una señal aplicada a la entrada del dispositivo utilizando elementos del circuito de entrada, con un volumen y nivel de potencia determinados, con un valor mínimo de disipación de energía y distorsión. El uso de tales amplificadores comenzó en 1958, pero recientemente su popularidad ha aumentado notablemente. ¿Por qué es tan bueno un amplificador de clase D? En este artículo intentaremos responder a esta pregunta.
En un dispositivo amplificador convencional, la etapa de salida está construida sobre elementos semiconductores: transistores. Proporcionan el valor requerido de la corriente de salida. Muchos sistemas de audio tienen etapas amplificadoras de clase A, B y AB. En comparación con la etapa de salida implementada en la clase D, la disipación de potencia en las etapas lineales es significativa incluso cuando se ensamblan perfectamente. Este factor proporciona a la clase D una ventaja significativa enla mayoría de las aplicaciones, como resultado de la baja generación de calor, las pequeñas dimensiones generales, el bajo costo del producto y la vida útil prolongada del dispositivo.
Los amplificadores de audio de clase D tienen una disipación de potencia mucho menor que los amplificadores de clase A, B y AB. Las teclas en la etapa de salida de dicho amplificador conectan los rieles de potencia de salida, negativos y positivos, creando así una serie de pulsos con un potencial positivo y negativo. Debido a la forma de dicha señal, un amplificador de clase D reduce significativamente la potencia disipada, porque en presencia de una diferencia de potencial, la corriente prácticamente no pasa a través de los transistores de salida (el transistor está cerrado). Si el transistor está en modo abierto y la corriente fluye a través de él, cae un voltaje insignificante. La disipación de energía instantánea en este caso es mínima.
A pesar de que un amplificador de potencia de clase D disipa una pequeña cantidad de energía térmica en comparación con los amplificadores lineales, todavía existe el peligro de sobrecalentar el circuito. Esto puede suceder cuando el dispositivo funciona a plena potencia durante mucho tiempo. Para evitar este proceso, es necesario incluir circuitos de control de temperatura en el amplificador de clase D. En los circuitos de protección elementales, la etapa de salida se apaga cuando su temperatura, medida por el sensor incorporado, excede el umbral de temperatura y no se encenderá hasta que la temperatura baje a la normalidad. Por supuesto, es posible aplicar esquemas más complejos para el control de la temperatura. Por ejemplo,al medir la temperatura, los circuitos de control pueden disminuir gradualmente el volumen, reduciendo así la disipación de calor, como resultado, la temperatura se mantendrá dentro de los límites requeridos. La ventaja de tales esquemas es que el dispositivo seguirá funcionando y no se apagará.
Los amplificadores de clase D tienen un inconveniente: cuando el dispositivo se enciende y se apaga, se producen clics y chasquidos que pueden molestar a los usuarios. Este efecto puede ocurrir en caso de "envejecimiento" o instalación de un modulador de baja calidad, así como la sincronización de la etapa de salida con el estado del filtro LC durante el encendido y apagado del dispositivo.
