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文档简介

低频功率放大器,要求输入级使用差分放大器,输出级使用乙类功放电路,同时达到如下指标:(1)负载8;(2)输入信号电压为5mV;(3)额定输出功率为POR10W;(4)非线性失真3% ;(5)电源效率55 %;(6)交流噪声功率10mW,电流源电路,差分放大电路的组成原理,典型差分放大电路,差分放大电路的静态分析,差分放大电路动态分析,功率放大电路的主要特点,1功率放大电路的任务和特点 1) 大信号工作状态 功率放大管的动态工作范围很大, 功放管中的电压、 电流信号都是大信号状态, 一般以不超过晶体管的极限参数为限度。,2) 非线性失真问题 如何减小非线性失真是功率放大电路的一个重要问题。 3) 提高功率放大电路的效率、 降低功放管的管耗,2 主要技术指标 1) 最大输出电压幅度Uomax和最大输出电流幅度Iomax: 2) 输出功率Po和最大不失真输出功率Pom 3) 管耗PV 4) 效率,3 功放管的保护及散热问题 功率放大电路工作在大信号下, 管子的工作电流和电压均为大信号, 所以, 必须要考虑功率放大管的保护问题, 防止管子击穿或损坏。,图1-1 低频功率放大电路的三种工作状态(a) 甲类工作状态; (b) 甲乙类工作状态; (c) 乙类工作状态,2 互补对称功率放大电路,2.1 双电源互补对称电路(OCL电路) 采用正、 负两个直流电源供电的互补对称电路称为双电源电路。 一般, 这两个直流电源大小相同, 极性相反。,1乙类双电源互补对称功率放大电路,图2-2 乙类双电源互补对称功率放大电路图解分析(正半周),由图2-2可以很方便地计算出乙类双电源互补对称功率放大电路的输出功率、 效率等技术指标。 1) 输出功率Po和最大不失真输出功率Pom 设输出电压幅度为Uom, 当输入正弦信号时, 有,(1-4),由于本电路是由射极输出器组成, 在放大区内, uoui, 因此只要输入信号幅度足够大、 使管子导通至B点时, 忽略功放管的饱和压降, 则输出电压幅度近似为电源电压。 此时获得了最大输出电压幅度UomaxUimax=UcemaxUCC , 最大输出电流幅度Iomax=Icmax1UCC/RL。 所以, 最大输出功率为,(1-5),2) 直流电源提供的功率PE,由于+UCC和-UCC每个电源只有半周期供电, 因此在一周期内的平均电流为,两个电源提供的总功率为,(1-6),可见, 电源提供的功率随输出信号的增大而增大, 这和甲类功放相比有本质的区别。 当获得最大不失真输出时, 电源提供的最大功率PEM为,(1-7),3) 效率 根据式(1-4)和式(1-6)可得一般情况下的效率为,(1-8),当获得最大不失真输出幅度时, Uom=UomaxUCC, 则可得到乙类双电源互补对称功率放大电路的最大效率为,(1-9),4) 管耗PV与功率三极管的选择 在忽略其他元件的损耗时, 电源供给的功率与放大器输出功率之差, 就是两个管子的管耗。,(1-10),故两管的总管耗为 PV=PV1+PV2,因为 , 最大管耗可表示为,(1-12),当最大管耗发生时, 输出功率为,(1-13),在实际应用中, 功率三极管的选择主要依据以下的原则: 第一,每只功率三极管的最大允许管耗PCM必须大于0.2Pom。 如要求输出最大功率为10 W, 则应选择两只最大集电极功耗PCM2 W的三极管即可, 当然还可以适当考虑余量。 第二,当V2导通时, V1截止, 所以当V2饱和时, UCE1得到最大值2UCC, 因此, 应选用耐压 U(BR)CEO2UCC的管子。 第三,所选管子的ICM应大于电路中可能出现的最大集电极电流UCC/RL。,5) 交越失真,3甲乙类双电源互补对称功率放大电路 1) 电路组成与工作原理,图2-4 甲乙类双电源互补对称功率放大电路,图2-5 甲乙类电路的静态工作点,图2-6 偏置可调的甲乙类双电源互补对称功率放大电路,实际功率放大电路举例,3.设计及调试注意事项,(1)除了功率管,其余三极管的静态工作点应在负载线的中点附近,以满足大的动态范围的要求。(2)多级放大电路的前后级倍数相互影响,可以在两级之间加射级跟随消除,即可使两级放大倍数相互独立,以提高整体放大倍数。(3)功率管的空载电流不能过大,否则带负载时功率管电流会急剧上升,击穿功率管。因此带负载之前必须先调试空载电流,通常设为10mA,只要能够消除交越失真即可。,(4)调试中功率管必须要加保险丝保护,还要加散热片。(

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