Audio zesilovač třídy D je zařízení určené k reprodukci signálu přivedeného na vstup zařízení pomocí prvků vstupního obvodu, s danou hlasitostí a úrovní výkonu, s minimální hodnotou ztráty energie a zkreslení. Použití takových zesilovačů začalo v roce 1958, ale v poslední době jejich popularita výrazně vzrostla. Proč je zesilovač třídy D tak dobrý? V tomto článku se pokusíme na tuto otázku odpovědět.
V konvenčním zesilovacím zařízení je koncový stupeň postaven na polovodičových prvcích-tranzistorech. Poskytují požadovanou hodnotu výstupního proudu. Mnoho audio systémů má stupně zesilovače třídy A, B a AB. Ve srovnání s koncovým stupněm implementovaným ve třídě D je ztrátový výkon v lineárních stupních významný i při dokonalé montáži. Tento faktor poskytuje třídě D významnou výhodu vvětšina aplikací v důsledku nízkého vývinu tepla, malých celkových rozměrů, nízkých nákladů na produkt a prodloužené životnosti zařízení.
Zesilovače zvuku třídy D mají mnohem nižší ztrátový výkon než zesilovače třídy A, B a AB. Klávesy ve výstupním stupni takového zesilovače propojují výstupní, záporné a kladné napájecí kolejnice, čímž vytvářejí sérii impulsů s kladným a záporným potenciálem. Zesilovač třídy D díky tvaru takového signálu výrazně snižuje ztrátový výkon, protože za přítomnosti rozdílu potenciálů proud výstupními tranzistory prakticky neprochází (tranzistor je v sepnutém stavu). Pokud je tranzistor v otevřeném režimu a protéká jím proud, poklesne na něm zanedbatelné napětí. Okamžitá ztráta energie je v tomto případě minimální.
Navzdory skutečnosti, že výkonový zesilovač třídy D rozptyluje malé množství tepelné energie ve srovnání s lineárními zesilovači, stále existuje nebezpečí přehřátí obvodu. To se může stát, když zařízení běží dlouhou dobu na plný výkon. Aby se tomuto procesu zabránilo, je nutné do zesilovače třídy D zahrnout obvody pro regulaci teploty. V základních ochranných obvodech se koncový stupeň vypne, když jeho teplota, měřená vestavěným senzorem, překročí teplotní práh a nezapne se, dokud teplota neklesne na normální hodnotu. Samozřejmě je možné aplikovat i složitější schémata pro regulaci teploty. Například,měřením teploty mohou regulační obvody postupně snižovat objem a tím snižovat odvod tepla, v důsledku toho bude teplota udržována v požadovaných mezích. Výhodou těchto schémat je, že zařízení bude nadále fungovat a nevypne se.
Zesilovače třídy D mají nevýhodu – když se zařízení zapíná a vypíná, dochází v něm k cvakání a praskání, což může uživatele obtěžovat. Tento efekt může nastat v případě „stárnutí“nebo instalace nekvalitního modulátoru, stejně jako synchronizace koncového stupně se stavem LC filtru při zapínání a vypínání zařízení.
