《功率放大电路》PPT课件.ppt

1,乙类双电源互补对称功率放大器,电路组成,工作原理,分析计算,功率BJT的选择,一对互补的PNP和NPN型三极管,构成推拉式输出级,正、负直流电源供电,静态或功率管不导通的半个周期内，晶体管没有电流通过，管耗为零；虽减少了静态功耗，所以效率与甲类功放相比较高（理论值可达78.5%），但出现了严重的波形失真，是以牺牲线性为代价的。,5.2.1电路及其工作原理,2,乙类功放电路组成,乙类互补功率放大电路如图所 示。它由一对NPN、PNP特性 相同的互补三极管组成。这种 电路也称为OCL（output cap acitorless）互补功率放大电路。,3,特点：推挽式的互补对称电路,ui 0V,T1截止，T2导通,ui 0V,T1导通，T2截止,iL= ic1,iL=ie2,T1、T2两个晶体管都只在半个周期内工作的方式，称为乙类放大。,乙类双电源互补对称功率放大电路,两个三极管一个正半周，一个负半周轮流导电，在负载上将正半周和负半周合成在一起，得到一个完整的不失真波形,4,5.2.2 分析计算,1、实际输出功率Po,最大不失真输出功率Pomax,Vomax=Vcc-VCES Vcc,AV1,Vom Vim,5,2、电源供给的功率PV,由于每个电源只提供半个周期的电流，所以电源供给的功率：,6,3、效率,当,理想值,7,单个管子在半个周期内的管耗,4、管耗PT,两管管耗,8,（1）最大管耗和最大输出功率的关系,最大管耗发生在什么情况下？,据,取PT1对Vom求导，并令PT1 0，求得PT1极值点：,当Vom=2Vcc/ 0.6Vcc时，,管耗最大，此时,Pv、Po、PT1关系曲线为：,5、 功率BJT的选择,选管依据之一,电源供给功率,输出功率,管耗,9,（2）功率BJT的选择,PCM 0.2 Pomax,V(BR)CEO 2VCC,ICM VCC / RL,解,Pvm=2V 2CC / RL,= 2 242 / ( 8) = 45.9 (W),例 已知：VCC = 24 V，RL = 8 ，忽略 VCE(sat) 求 Pomax 以及此时的 Pvm、PT1，并选管。,= 0.5 (45.9 36) = 4.9 (W),V(BR)CEO 22448 V,ICM 24 / 8 = 3 (A),可选：,V(BR)CEO = 60 100 V,ICM = 5 A,PCM = 10 15 W,或用PT1计算公式计算,10,作业,P153: 5.2.1,11,5.3 甲乙类互补对称功率放大电路,乙类互补对称电路存在的问题,输入信号幅度越小失真越明显。,当输入电压 小于死区电压 时，三极管截 止，引起 交越失真。,如何消除？,12,1. 静态偏置,为克服交越失真，在vi=0 时，应使T1、T2的发射结具有一定的正偏压，处于微导通 状态,2. 动态工作情况,二极管等效为恒压模型,理想二极管,设T3已有合适 的静态工作点,vc1,5.3.1 利用二极管提供偏置的互补对称功率放大电路,13,当 vi = 0 时，T1、T2 微导通，电路对称，iC1=iC2，iL=0，vo=0。,当 vi 0 T1 微导通 充分导通微导通,T2 微导通 截止微导通, 当 vi 0 T2 微导通 充分导通微导通,T1 微导通 截止微导通,2. 动态工作情况,克服交越失真的电路,缺点：偏置电压不易调整,14,VBE可认为是定值，调节 R1、R2的比值，可改变 T1、T2的偏压值,R1、R2不变时，VCE4也 是定值，可看作是一个直流 电源,功率计算同乙类,5.3.2 采用VBE扩大电路,I1,15,作业,P153: 5.3.2,16,5.4 其他类型互补对称功率放大电路,OTL 采用复合管的OTL BTL,17,5.4.1 甲乙类单电源互补对称电路(OTL),18,1. 静态偏置,调整R1、R2阻值的大小，可使,此时电容上电压,# 在怎样的条件下，电容C才可充当负电源的角色？,电容 C 的作用：,1)充当 VCC / 2 负电源,2)耦合交流信号,5.4.1 甲乙类单电源互补对称电路(OTL),P,19,2. 动态工作情况,当 vi = 0 时:,当 vi 0 时：,T2 导通，C 放电，,T2 的等效电源电压: 0.5VCC,当 vi 0 时：,T1导通，C 充电，,T1 的等效电源电压: + 0.5VCC,R1、R2引入了负反馈，稳定了K点电位，改善了动态性能,若温度变化VKVB3IB3IC3VC3 (VB2),VK,20,此电路存在的问题：,动态时，K点电位受到限制,解决方法：,vi为负的最大值时，iC3 最小，vB1趋于Vcc ， T1接近饱和， vK Vcc,而vi为正的最大值时， T2接近饱和，vK VCES0,VOM=Vcc/2,实际上，K点电位趋于Vcc 或0时，T1或T2的基极电流 将受限制，不能增加很多， 也就限制了提供给负载的电 流，使VOM明显Vcc/2,如：,采用自举升压电路,21,3. 带自举升压电路的单电源功放,静态时,C3充电，VD=Vcc-IC3R3,动态时,当时间常数R3C3足够大,自举电路,自举电路,VC3=Vcc/2-IC3R3,C3充当电源为D点供电,vC3 VC3，不随vi变化,使vD=VC3+vK，随vK变化。,如：当vi为负的最大值时， vK Vcc时，vD=VC3+vKVcc， 抬高b1电压，使T1充分导通， 以使vOM Vcc/2,甲乙类单电源的功率计算，用Vcc/2代入乙类的公式,22,复合管,1. 复合管,复合管组成原则：,实现两次电流放大作用,保证两个BJT均工作在放大状态,复合管的极性取决于第一只管子,5.4.2 采用复合管(达林顿管)的OCL电路：,各电极电流应满足电流流向一致性原则,复合管的主要参数,输入电阻rbe,电流放大系数,同类型BJT构成的复合管,不同类型的,24,5.4.3 桥式推挽功率放大电路(BTL电路)：,在输入信号vi正半周时，T1、T3导通，T2，T4截止，负载电流由VCC经T1，RL，T3流到虚地端；,在输入信号vi负半周时，T2、T4导通，T1，T3截止