《功率放大电路》PPT课件.ppt

功率放大电路,第 7 章,7.1 功率放大电路的特殊问题,7.1 功率放大电路的特殊问题,一、功率放大的任务,输出足够大的功率去驱动负载（扬声器、伺服电机等）。,二、功率放大的特殊问题,1. 输出电压、电流幅度大，三极管尽限工作。 2. 管子接近饱和或截止，输出有一定非线性失真。 3. 需加散热器，以提高管子承受较大管耗。 4. 效率 = Pomax / PDC 要高。性能分析以功率、管耗、效率为主。,三、共发射极放大电路的效率问题,设“Q”设置在 交流负载线中点,VCC,IC,四、放大电路的工作状态,甲类( = 2 ),乙类( = ),甲乙类( 2 ),Q,Q,Q,乙类工作状态失真大，静态电流为零 ，管耗小，效率高。,甲乙类工作状态失真大， 静态电流小 ，管耗小，效率较高。,甲类工作状态失真小，静态电流大，管耗大，效率低。,类型与效率,二、图解分析,最大输出电压幅值： Uom(max)= VCCUCE(sat) VCC,7.2.2 乙类双电源对称功放电路功率参数分析计算,一、输出功率 Po,最大输出功率：,二、直流电源供给功率 PV,PV = ICAVVCC,= 2VCCUom/RL,7.3.1 实用的甲乙类双电源互补对称功 率放大电路,7.3.2 甲乙类单电源对称功率放大电路,7.3 甲乙类互补对称功率放大电路,7.3.1 实用的甲乙类双电源互补对称功放电路,一、交越失真的问题,1. 问题： 当输入电压小于阈值电压Uon时，三极管截止，引起 交越失真。,交越失真,输入信号幅度越小越明显,2. 克服交越失真的思路：,交越失真,T1、T2有一段共同导通的时间，流过负载的电流不失真。,二、减少交越失真的措施,1. 利用二极管和电位器产生偏置电压：,UB1B2 给 T1、T2 提供静态电压。,当 ui = 0 时，T1、T2 微导通； IB1= IB2， IE1= IE2， IL= 0,当 ui 0 ( 至 )， T1 微导通 充分导通 微导通； T2 微导通 截止 微导通。,当 ui 0 ( 至 )， T2 微导通 充分导通 微导通； T1 微导通 截止 微导通。,2. 克服交越失真的其它电路,实际 电路,三、用复合管组成互补对称功率放大电路,复合管(达林顿管)的目的：实现管子参数的配对,iB1,(1 + 1) iB1,(1 + 1) (1 + 2) B1,= (1 + 1 + 2+ 12) iB1, 1 2,rbe= rbe1+ (1 + 1) rbe2,2(1+1) iB1,1 iB1,iB,iC,iE,(1 + 2 + 12) iB1,接有泻放电阻的复合管：,ICEO1,2 ICEO1,R,泻放 电阻,减小,NPN + NPN,NPN,PNP + PNP,PNP,NPN + PNP,NPN,PNP + NPN,PNP,构成复合管的规则：,b1 为 b，c1 或 e1 接 b2 ， c2、e2 为 c 或 e； 2) 应保证发射结正偏，集电结反偏； 3) 复合管类型与第一只管子相同。,四、实用电路举例分析,前置放大级的作用： 放大输入电压到足够幅度； 给功放级提供克服交越失真的静态电压UB1B2。,四、实用电路举例分析,静态时UK=0， 可调节RP1实现。K点向前置级引电压并联负反馈，改善性能。,例 7.3.1 不考虑前置级的影响，已知T2、T5的UCES = 3V，求负载最大功率、电压幅值、电流、电源功率、管耗、效率。,解,RL最大功率：,电压幅值：,电流有效值：,电源功率：,PV = 2VCCUom/RL=22219/3.14 8.5=31.3(W),管耗：,=0.5(31.3 21.24) = 5.03 (W),效率：,一、电路和工作原理,7.3.2 甲乙类单电源对称功率放大电路 OTL电路(Output Transformerless ),K,电容 C 的作用： 充当 VCC / 2 电源 (2) 耦合交流信号,当 ui = 0 时，,当 ui 0 时, T2 导通，C 放电，,T2 的等效电源电压 0.5VCC。,当 ui 0 时, T1导通，C 充电，,T1 的等效电源电压 + 0.5VCC。,二、采用自举电路提高正半周输出电压幅度,问题：T2、 T4导通时, 最大输出电压受到Rc1上压降的限制。,解决：加自举电容，随信号增大同是提高有效电源电压。,自举 电容,电位最高提升到3VCC/2,三、OCL和OTL的比较,四、电路的调试方法,调试步骤： 调 RP1使 UK = VCC / 2。 调 RP2使消除交越失真。 RP1、 RP2反复调节至满意。 用固定电阻取代电位器。,注意事项： 不能使D1、D2支路断开。 开机后，输出电容上电压不能马上建立，使负载有冲击电流。可在电源上加延时装置使电源缓慢上升。,2. 单电源应用电路,VCC/2,输出电容,3. BTL应用电路 BTL (Balanced Transformerless) 平衡式无输出变压器,构成思路：,uo1, uo2,获得一个电路输出功率的四倍,BTL功放电路,用戴维南定理，将A2 的输入等效为内阻为RS的电压源uS ，,一、为什么管耗受限？,管耗： PC = UCE IC UCE主要降在反偏的集电结上，因集电结电阻大，发热引起温升，超过最高允许结温 TjM 时，管子损坏。,二、加散热器能提高管耗,加散热器能降低结温提高管耗。 例如：3AD50 ，不加散热器，极限管耗 PCM =1 W 加120 120 4mm3散热板，极限管耗 PCM =10 W,三、散热器类型,齿轮形,指状形,板条形,四、管子在某一温度（T2）下所能承受的最大管耗,室温 25C