乙类互补功率放大电路 (2)ppt课件

1、5.1 概述5.2 乙类互补功率放大电路 5.3 其它类型互补功率放大电路5.1 概述 功率放大电路是一种以输出较大功率为目的的放大电路。为了获得大的输出功率，必需使 输出信号电压大； 输出信号电流大； 放大电路的输出电阻与负载匹配。 电压放大器普通任务在甲类，三极管360导电，其输出功率由功率三角形确定。甲类放大的效率不高，实际上不超越25%。 功率放大电路必需思索效率问题。为了降低静态时的任务电流，三极管从甲类任务形状改为乙类或甲乙类任务形状。此时虽降低了静态任务电流，但又产生了失真问题。假设不能处理乙类形状下的失真问题，乙类任务形状在功率放大电路中就不能采用。推挽电路和互补对称电路较好地

2、处理了乙类任务形状下的失真问题。 5.2 乙类互补功率放大电路5.2.1 三极管的任务形状5.2.2 乙类互补功率放大电路 的任务原理 5.2.1 三极管的任务形状 三极管根据导通时间可分为如下四个形状，如图17.01所示。 甲类-三极管360导电； 甲乙类-三极管180360导电 乙类-三极管180导电 丙类-三极管180导电甲乙类180360导电乙类180导电 图17.01 三极管的四种任务形状丙类180导电甲类360导电5.2.2 乙类互补功率放大 电路的任务原理1电路组成 乙类互补功率放大电路如图17.02所示。它由一对NPN、PNP特性一样的互补三极管组成。这种电路也称为OCL互补功

3、率放大电路。图17.02 乙类互补功率放大电路及波形2任务原理 当输入信号处于正半周时，且幅度远大于三极管的开启电压，此时NPN型三极管导电，有电流经过负载RL，按图中方向由上到下，与假设正方向一样。 当输入信号为负半周时，且幅度远大于三极管的开启电压，此时PNP型三极管导电，有电流经过负 载RL，按图中方向由下到上，与假设正方向相反。于是两个三极管一个正半周，一个负半周轮番导电，在负载上将正半周和负半周合成在一同，得到一个完好的不失真波形。 严厉说，输入信号很小时，达不到三极管的开启电压，三极管不导电。因此在正、负半周交替过零处会出现一些非线性失真，这个失真称为交越失真。如图17.03所示。

4、图17.03 交越失真 为处理交越失真，可给三极管稍稍加一点偏置，使之任务在甲乙类。此时的互补功率放大电路如图17.04所示。 (a)利用二极管提供偏置电压 (b)利用三极管恒压源提供偏置 图17.04 甲乙类互补功率放大电路 3参数计算1最大不失真输出功率Pomax 设互补功率放大电路为乙类任务形状，输入为正弦波。忽略三极管的饱和压降，负载上的最大不失真功率为L2CCL2CESCCL2CESCComax22)()2(=RVRVVRVVP 直流电源提供的功率为半个正弦波的平均功率，信号越大，电流越大，电源功率也越大。直流电源功率PV的表达式推导如下omLomCC0LomCC0omCCCCCCV

5、2)d(sin22)d(sin22=kVRVVttRVVttIVIVP2 2电源功率电源功率PVPV 即PV Vom 。当Vom趋近VCC时，显然PV 近似与电源电压的平方成比例。 3 3三极管的管耗三极管的管耗PTPT 电源输入的直流功率，有一部电源输入的直流功率，有一部分经过三极分经过三极管转换为输出功率，剩余的部分那么耗管转换为输出功率，剩余的部分那么耗费在三极费在三极管上，构成三极管的管耗。显然管上，构成三极管的管耗。显然 L2omLomCCoVT22=RVRVVPPP 将PT画成曲线，如图17.05所示。图17.05 乙类互补功放电路的管耗 显然，管耗与输出幅度有关，图17.05中画

6、阴影线的部分即代表管耗，PT与Vom成非线性关系，有一个最大值。可用PT对Vom求导的方法找出这个最大值。PTmax发生在Vom=0.64VCC处，将Vom=0.64VCC代入PT表达式，可得PTmax为omaxomaxomaxL2CC2L2CCL2CCLCCCCL2omLomCCTmax4 . 04 . 08 . 0264. 0256. 22)64. 0(64. 0222=PPPRVRVRVRVVRVRVVPomaxTmax2 .0PP对一只三极管图17.05 乙类互补功放电路的管耗4 4效率效率当Vom = VCC 时效率最大，=/4 =78.5。CComomCComomVo422VVIV

7、VIPP(4) 大功率三极管输出特性曲线的分区大功率三极管输出特性曲线的分区 在大功率三极管的输出特性中，除了与普通三极管一样分有放大区、饱和区、截止区外，从运用和平安角度还分有 过电流区 过电压区 过损耗区它们的位置如图17.06所示。 图17.06 三极管的极限任务区 过电流区是由最大允许集电极电流确定的，超越此值，将明显下降。 过电压区由c、e间的击穿电压V(BR)CEO所决议。过损耗区由集电极功耗PCm所决议。5.3其它类型互补功率放大电路 除了双电源的规范互补功率放大电路外，除了双电源的规范互补功率放大电路外，还有一些其它类型的互补功率放大电路。还有一些其它类型的互补功率放大电路。

8、一、一、 单电源互补功率放大电路单电源互补功率放大电路二、二、 采用复合管的互补功率放大电路采用复合管的互补功率放大电路三、三、 集胜利率放大器集胜利率放大器四、四、 BTL互补功率放大电路互补功率放大电路五、五、 双通道功率放大电路双通道功率放大电路一、 单电源互补功率放大电路 当电路对称时，输出端的静态电位等于当电路对称时，输出端的静态电位等于VCC /2。为了使负载上仅获得交流为了使负载上仅获得交流信号，用一个电容器串联信号，用一个电容器串联在负载与输出端之间。这在负载与输出端之间。这种功率放大电路也称为种功率放大电路也称为OTL互补功率放大电路。互补功率放大电路。电容器的容量由放大电路

9、电容器的容量由放大电路的下限频率确定，即的下限频率确定，即 CRfLL21=LL21fRC图17.07单电源OTL 互补功率放大电路单电源互补功率放大电路如图单电源互补功率放大电路如图17.07所示。所示。 二、 采用复合管的互补功率放大电路 当输出功率较大时，输出级的推进级，即当输出功率较大时，输出级的推进级，即末前级也应该是一个功率放大级。此时往往采末前级也应该是一个功率放大级。此时往往采用复合管，复合管有四种方式，见图用复合管，复合管有四种方式，见图17.08。 复合管复合管的极性由前的极性由前面的一个三面的一个三极管决议。极管决议。由由NPN-NPN或或PNP-PNP复合而成的复合而成

10、的普通称为普通称为达林顿管。达林顿管。图17.08 四种类型的复合管 三、 集胜利率放大器 集胜利率放大器广泛用于音响、电视和小电机集胜利率放大器广泛用于音响、电视和小电机的驱动方面。集胜利放是在集成运算放大器的电的驱动方面。集胜利放是在集成运算放大器的电压互补输出级后，参与互补功率输出级而构成的。压互补输出级后，参与互补功率输出级而构成的。互补输出级后，参与互补功率输出级而构成的。互补输出级后，参与互补功率输出级而构成的。大多数集胜利率放大器实践上也就是一个具有直大多数集胜利率放大器实践上也就是一个具有直接耦合特点的运算放大器。它的运用方法原那么接耦合特点的运算放大器。它的运用方法原那么上与

11、集成运算放大器一样。上与集成运算放大器一样。 集胜利放运用时不能超越规定的极限参数，集胜利放运用时不能超越规定的极限参数，极限参数主要有功耗和最大允许电源电压。集胜极限参数主要有功耗和最大允许电源电压。集胜利放要加有足够大的散热器，保证在额定功耗下利放要加有足够大的散热器，保证在额定功耗下度不超越允许值。集胜利放普通允许加上较高的度不超越允许值。集胜利放普通允许加上较高的任务电压，但许多集胜利放可以在低电压下任务，任务电压，但许多集胜利放可以在低电压下任务，适用于无交流供电的场所，此时集胜利放电源电适用于无交流供电的场所，此时集胜利放电源电流较大，非线性失真也较大。流较大，非线性失真也较大。 四、 BTL互补功率放大电路 BTL互补功率放大电路方框图如图互补功率放大电路方框图如图17.09所所示。它是由两路功率放大电路和反相比例电路示。它是由两路功率放大电路和反相比例电路组合而成，负载接在两输出端之间。两路功率组合而成，负载接在两输出端之间。两路功率放大电路的输入信号是反相的，所以负载一端放大电路的输入信号是反相的，所以负载一端的电位升高时，另一端那么降低，因此负载上获的电位升高时，另一端那么降低，因此负载上获得的信号电压得的信号电压要添加一倍。要添加一倍。BTL放大电路放大电路输出功率较大，输出功率较大，负载可