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출력임피던스가 작으면 앰프의 자체 소비전력이 작다구요?
HIFI게시판 > 상세보기 | 2011-12-21 15:45:46
추천수 3
조회수   1,438

제목

출력임피던스가 작으면 앰프의 자체 소비전력이 작다구요?

글쓴이

석경욱 [가입일자 : 2001-09-17]
내용





이 그림은 에미터 팔로워 회로입니다.

앰프의 최종 출력단 회로는 에미터 팔로워라고 생각할 수 있습니다.

파워트랜지스터의 에미터에 달려있는 저항들이 부하, 앰프에서라면 스피커입니다.

1k는 무부하를 표시하는 것이고, 8옴, 4옴의 경우를 비교하였습니다.

트랜지스터 왼쪽에 있는 두 저항은 전원전압을 분압하여 트랜지스터 베이스에 공급합니다.

전원전압은 50V 이고, 무부하에서 32V 가 출력됩니다.

그런데, 8옴 부하에서는 28.09V 로 줄어들고, 4옴 부하에서는 24.42V 로 더 줄어듭니다.

분압저항에서 소모되는 전력은 무시하고 대충 계산하면, 8옴의 경우 부하에서 99W, 트랜지스터에서 77W가 소모됩니다.

4 옴의 경우는 부하에서 305W, 트랜지스터에서 156W가 소모됩니다.



위와 같은 상황은 다음 그림과 같이 부하의 입장에서 대충 단순화 시켜서 볼 수 있습니다.








32V 전압원에 내부저항 1.2옴을 통해서 8옴 짜리 스피커가 물리던지, 4옴 짜리 스피커가 물리던지 하는 것 처럼 보입니다.

8옴 스피커의 경우라면 댐핑팩터가 6.7, 4옴 스피커의 경우는 댐핑팩터가 3.3 정도가 됩니다.



이종남님, 등가회로의 1.2옴 내부저항과 원래 회로 트랜지스터의 전력손실 77W, 156W는 어떤 관계가 있습니까?

댐핑팩터 6.7과 3.3은 또 트랜지스터 전력손실과 또 어떤 관계가 있습니까?



작은 저항의 스피커를 연결하면 출력전압이 내려가는 원인들 중 하나는 트랜지스터 베이스를 강력하게 드라이브 해주지 않았기 때문입니다.

이번에는 파워 트랜지스터 베이스를 다른 작은 트랜지스터로 이미터 팔로워 구동을 해보았습니다.

달링턴 접속이라고 불리는 방법입니다.

실제 앰프에서 아주 많이 쓰입니다.








8옴 부하에서 31.54V, 4옴 부하에서 31.13V로 지난 번 보다는 목표 전압인 32V에 더 가깝습니다.

이 경우, 댐핑 팩터는 69 (8옴에서) 와 36 (4옴에서) 정도입니다.

스피커 출력 파워는 124W 와 242W 정도 입니다.

트랜지스터에서의 전력손실은 72W 와 147W 입니다.



이종남님, 댐핑 팩터가 10배 정도 늘어났습니다.

그렇지만, 트랜지스터에서의 전력손실은 별로 차이가 없습니다.

어떻게 된 것입니까?



마지막, 보너스로 부궤환을 적용한 경우를 보여드리겠습니다.








복잡하지요?

회로가 커서 무부하와 4옴 부하의 경우만 만들었습니다.

무부하에서나 4옴 부하에서나 출력전압은 32.00V 입니다.

8옴에서도 32.00V 였습니다.

이 경우, 댐핑팩터는 수천입니다.

스피커에서의 전력손실은 256W, 트랜지스터의 전력손실은 144W 입니다.



이종남님, 댐핑팩터가 수천, 내부저항이 0.01옴 이하인데, 트랜지스터의 전력손실은 왜 일어나는 것입니까?



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조영호 2011-12-21 16:19:55
답글

종남님 답이 없어서...제가 끼어들어 봅니다.<br />
전력 손실은 Tr이 Active 영역에서 동작하기 때문에 부하에 흐르는 전류 IL*Vce 만큼의 전력을 소비 하기 때문이고..<br />
앰프자체 소비전력은 출력임피던스가 부하로 작용해서 생기는 것이 아니라 출력석의 전압강하에서 발생하는 것이지요..<br />
전압 강하가 출력임피던스와 옴의 법칙에 따르지 않는 것은 Tr이 능동 소자이기 때문이고요..<br />
맞나요? 틀렸나?

석경욱 2011-12-21 16:28:46
답글

힌트 - 동저항 (dynamic resistance)

이종남 2011-12-21 16:28:58
답글

"모든 앰프는 출력임피던스가 있습니다.. <br />
보통 TR앰프는 이 값이 0.5옴 이하입니다... <br />
이 값이 낮으면 좋은 이유는 출력을 하면서 자체 소비전력이 거의 없다는 것입니다.. " <br />
<br />
제가 한 말입니다.<br />
<br />
지극히 당연한 이야기인데.. 이것만 증명하면 되나요??? <br />
<br />
참 복잡하게 설명도 합니다..

이종남 2011-12-21 16:29:54
답글

전 제가 한 말만 책임 집니다... ^^

이종남 2011-12-21 16:30:32
답글

출력임피던스 1옴 타겟임피던스 9옴 소스에서 출력전압 10V라면... <br />
전압의 분압비는 1:9가 됩니다... W=V^2/R의 옴의 법칙으로, 출력분 중 자체 소비전력 !^2/! = 1와트 <br />
<br />
다시 출력임피던스를 줄여서 0.1옴 타겟의 임피던스 9.9옴 분압비 0.1:9.9 그럼 0.1^2/0.1 = 0.1와트 <br />
<br />
이런 것도 계산을 해야 하나요???? <br />
<br />

석경욱 2011-12-21 16:31:24
답글

이종남님, 그러면 트랜지스터 앰프에서 열은 왜 그리 나나요?<br />
댐핑팩터가 아주 높은 앰프는 방열판도 필요없겠네요.

이종남 2011-12-21 16:32:17
답글

전 출력분이라고 이야기 했습니다...<br />
<br />
출력분<br />
출력분<br />
출력분<br />
출력분<br />
출력분<br />
출력분<br />

이종남 2011-12-21 16:33:18
답글

이 값이 낮으면 좋은 이유는 출력을 하면서 자체 소비전력이 거의 없다는 것입니다..<br />
이 값이 낮으면 좋은 이유는 출력을 하면서 자체 소비전력이 거의 없다는 것입니다..<br />
이 값이 낮으면 좋은 이유는 출력을 하면서 자체 소비전력이 거의 없다는 것입니다..<br />
이 값이 낮으면 좋은 이유는 출력을 하면서 자체 소비전력이 거의 없다는 것입니다..<br />
<br />
출력을 하면서 그 출력분중 자체에서 소비하는 것

sutra76@hanmail.net 2011-12-21 16:33:50
답글

으하하하하하하하하 하게의 ufc 같습니다..;;;;;;

석경욱 2011-12-21 16:34:47
답글

앰프 출력임피던스는 dynamic resistance를 이야기 하는 것입니다.<br />
Static resistance와 다릅니다.<br />
<br />
Dynamic resistance = dV / dI

이종남 2011-12-21 16:36:58
답글

무신 소리를 하는 것인지......<br />
<br />
TR이 열이 나든 말든.. 그것과 출력분과 무슨 상관이 있다고요..

석경욱 2011-12-21 16:38:10
답글

원글을 좀 읽어보고 이해해보려고 해보세요.<br />
그 정도 머리는 되리라 생각했는데.

이종남 2011-12-21 16:39:34
답글

그럼 제가 출력임피던스와 출력분의 자체소비전력을 이야기 한<br />
<br />
"출력임피던스 1옴 타겟임피던스 9옴 소스에서 출력전압 10V라면... <br />
전압의 분압비는 1:9가 됩니다... W=V^2/R의 옴의 법칙으로, 출력분 중 자체 소비전력 !^2/! = 1와트 <br />
<br />
다시 출력임피던스를 줄여서 0.1옴 타겟의 임피던스 9.9옴 분압비 0.1:9.9 그럼 0.1^2/0.1 = 0.1와트 "<br /

석경욱 2011-12-21 16:53:20
답글

앰프에서 출력소자는 리니어모드에서 저항처럼 동작하지만, 통상적으로 DF 등을 이야기할 때 앰프의 출력임피던스는 스태틱 임피던스가 아니라, 다이나믹 임피던스입니다.<br />
테브낭 등가회로상의 전압원과 내부저항으로 출력특성을 나타내는 것이지요.<br />
앰프의 소비전력과는 상관없는 개념입니다.<br />
제가 그림을 두 개 그리고 있으니 기다려 보십시오.<br />
그 그림들을 보시면 이해가 될지도 모릅니다.<br />
전자공학자들이

이종남 2011-12-21 16:56:52
답글

글쎄. 석경욱님이 무슨 말을 무슨 회로를 들이대도 전 제가 한말만 책임을 지면 됩니다.<br />
<br />
제가 <br />
<br />
"모든 앰프는 출력임피던스가 있습니다.. <br />
보통 TR앰프는 이 값이 0.5옴 이하입니다... <br />
이 값이 낮으면 좋은 이유는 출력을 하면서 자체 소비전력이 거의 없다는 것입니다.. " <br />
<br />
이런 말을 했고.... 다시 이 이유를..<br />
<br

이종남 2011-12-21 16:57:34
답글

별로 틀린 용어 쓴 것도 없는데..<br />
<br />
그럼 바로 위의 말은 전자공학자들은 어떻게 해석들을 하십니까????

이종남 2011-12-21 16:59:01
답글

전.... 바른 말과 또 해석을 했는데...<br />
<br />
혹시 석경욱님이 "사오정" 처럼 알아들을 것은 아닐까요?????????

조영호 2011-12-21 17:15:49
답글

이종남님이 말씀 하신 자체 소비전력이란 말은 정저항값을 가정한 것입니다.<br />
즉, 출력단에 직렬로 순저항이 달려 있다는 가정이라면 그 저항에서 소비되는 전력이 있으니 말이 됩니다만,<br />
앰프의 출력임피던스는 동적 저항 특성을 가지므로 출력임피던스 자체가 전력을 소비하는 부하가 아니라는 것을 석경욱님이 말하고 있는 것으로 보입니다.

이종남 2011-12-21 17:19:40
답글

조영호님//<br />
<br />
앰프출력임피던스를 등가회로로 표시할 때는.. 직렬연결로 표기를 합니다..<br />
그럼 그 표기하는 방법이 잘못 되었다는 것인가요???

석경욱 2011-12-21 17:27:31
답글

앰프 출력임피던스를 등가회로로 표시할 때 전압원과 저항을 직렬연결로 표시를 합니다.<br />
하지만, 그 때의 전압원과 저항은 테브낭 등가회로상의 것이므로 추상적인 것입니다.<br />
실제의 전압원, 저항과는 좀 다르지요.<br />
<br />
하여간, 그림을 올렸으니 보시기 바랍니다.

이종남 2011-12-21 17:30:37
답글

그래서.. 결론은 출력임피던스와 출력분중 자체 소비되는 전력과 상관이 있다는 이야기입니까?? 상관이 없다는 이야기입니까?? <br />
<br />
제일 중요한 말은 살살 피하시는 것 아닌가요????

이종남 2011-12-21 17:33:00
답글

석경욱님의 말씀은 아마<br />
<br />
출력임피던스와 출력분중 자체 소비되는 전력과 상관이 없다고 주장하시는 것 같은데..<br />
<br />
맞나요???

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