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,Home,9.功率放大电路,9.1功率放大电路概述,9.2互补功率放大电路,9.3*功率放大电路的安全运行,9.4集成功率放大电路,掌握晶体管的甲类、乙类和甲乙类功放电路的特点，甲乙类功放电路的组成，OTL、OCL功放的工作原理，能熟练估算最大输出功率和效率。,Home,9.功率放大电路,（2）功放管的散热、保护。,Home,Next,9.1功率放大电路概述,(1)特点,提供足够大的功率，输出较大的电压和电流。管子工作在接近极限状态，允许小失真。,(2)要解决的问题,（1）提高转换效率，输出尽可能大的输出功率；,1.功率放大电路的特点,无本质的区别，都是能量的控制与转换。不同之处在于，各自追求的指标不同：电压放大电路追求不失真的电压放大；功率放大电路追求尽可能大的不失真输出功率和转换效率。,9.1功率放大电路概述,(3)主要技术指标,（1）最大输出功率Pom：负载可能获得的最大交流功率。,(4)分析方法,工作于大信号状态，宜采用图解分析法。,Back,Next,Home,（2）转换效率：最大输出功率与电源提供的功率之比，即,思考题：功率放大电路与前面介绍的电压放大电路有什么异同？,9.1功率放大电路概述,Back,Next,Home,三极管根据正弦信号整个周期内的导通情况，可分为几个工作状态：,乙类：=180,甲类：=360,甲乙类：180360,丙类：180,思考题：功率放大电路中电源的功率除了提供给负载外，其余的消耗在什么地方？,思考题：功放中的功放管采用哪种工作状态最合适？,提高功放效率的根本途径是减小功放管的功耗。,2.晶体管的工作状态,采用甲乙类工作状态最合适，因为甲类效率太低，丙类失真太大，乙类会产生交越失真。,单管变压器耦合功率放大电路,看P482,P483,输入信号增大，输出功率如何变化？管子的平均电流如何变化？电源提供的功率如何变化？效率如何变化？,9.1功率放大电路概述,Back,Next,Home,变压器耦合乙类推挽功率放大电路,优点：可以实现阻抗变换。,缺点：体积庞大、笨重、消耗有色金属，且效率较低（变压器损耗），低频和高频特性都差。,3.功放的几种基本电路形式,变压器耦合乙类推挽功率放大电路,P484,9.1功率放大电路概述,Back,Home,无输出变压器（OTL）乙类互补对称功率放大电路,优点：单电源供电。,缺点：低频特性差。,静态时：基极电位为Vcc/2，由于电容C的容量足够大，若初始电压为0，则基极电压通过T1管发射结向电容C充电，直至近似为Vcc/2为止。输入信号正半周电源Vcc向T1管供电；输入信号负半周，电容C上存储的电压Vcc/2向T2管供电。,9.1功率放大电路概述,Back,Next,Home,无输出电容（OCL）乙类互补对称功率放大电路,优点：直接耦合，频率特性好。,缺点：双电源供电。,双电源供电，静态中点A电位为0。,A,BTL电路,输入电压的正半周：VCCT1RLT4地,输入电压的负半周：VCCT2RLT3地,是双端输入、双端输出形式，输入信号、负载电阻均无接地点管子多，损耗大，使效率低。,思考题：ui可以从A或B点接入吗？,9.2互补功率放大电路,Next,Home,1.OCL功率放大电路的组成及工作原理,OCL电路的交越失真,因为在ui为0时，晶体管已经处于微导通状态，其导通角大于180o，所以晶体管处于甲乙类工作状态。,图9.2.3OCL电路的图解分析,2.OCL电路的输出功率和效率,9.2互补功率放大电路,Back,Next,Home,9.2互补功率放大电路,Back,Next,Home,看P490,3.OCL电路中晶体管的选择,最大管压降：,集电极最大电流：,集电极最大功耗：,思考题：集电极最大功耗是负载获得最大功率时的管耗吗？是负载功率为0时的管耗吗？,在输出功率最大时，因管压降最小，故管子损耗不大；输出功率最小时，因集电极电流最小，故管子损耗也不大。,9.2互补功率放大电路,Back,Home,BTL电路,1)哪些负责放大信号？2)引入了什么级间反馈？3)估算电压放大倍数、最大输出功率和效率4)估算在输出最大功率时输入电压的有效值；5)说明D1D3和RW的作用，C1C4的作用；6)说明哪些元件构成过流保护电路及其原理。,讨论一,1)哪些负责放大信号？,讨论一,T1、T2是保护电路,2)引入了什么级间反馈？,讨论一,电压并联负反馈,按深负反馈计算,3)估算电压放大倍数、最大输出功率和效率,4)估算在输出最大功率时输入电压的有效值；,讨论一,5)说明D1D3和RW的作用，C1C4的作用；6)说明哪些元件构成过流保护电路及其原理。,选择运放，选择晶体管,讨论一,讨论二：图示各电路属于哪种功放？,讨论三：出现下列故障时，将产生什么现象,1)R2短路；2)R2断路；3)D1短路；4)D1断路；5)T1集电极开路。,T2、T5的极限参数：PCM1.5W，ICM600mA，UBR（CEO）40V。,9.4集成功率放大电路,组成：,前置级、中间级、输出级、偏置电路,特点：,输出功率大、效率高,有过流、过压、过热保护,一、LM386集成功放及其应用,1.典型应用参数：,直流电源：,412V,额定功率：,660mW,带宽：,300kHz,输入阻抗：,50k,1234,8765,引脚图,2.内部电路,1.8开路时，Au=20(负反馈最强),1.8交流短路Au=200(负反馈最弱),电压串联负反馈,V1、V6：,V3、V5：,V2、V4：,射级跟随器，高Ri,双端输入单端输出差分电路,恒流源负载,V7V12：,功率放大电路,V7为驱动级(I0为恒流源负载),V11、V12用于消除交越失真,V8、V10构成PNP准互补对称,电路分析,输出电容(OTL),频率补偿，抵消电感高频的不良影响防止自激等,调节电压放大倍数,3.典型应用电路,二、DG810集成功放及其应用,输出电容,输入偏置,交流负反馈,频率补偿，防自激等,自举电容,频率补偿防自激等,+VCC,ui,C9,R1,R4,C2,DG810,1,12,9,4,7,8,5,C1,C8,C7,C4,C5,C6,5F,100k,.01F,100F,1000pF,0.1F,4,56,4700pF,10,100F,100F,100,R3,R2,1000F,100F,C10,1,电源滤波,三、TDA2040集成功放及其应用,特点：,输出短路保护、自动限制功耗、有过热关机保护,参数：,直流电源：2.520V,开环增益：80dB,功率带宽：100kHz,输入阻抗：50k,输出功率：22W(RL=4),双电源(OCL)应用,大电容滤除低频成分,小电容滤除高频成分,单电源(OTL)应用：,交流电压串联负反馈,使U1=0.5VCC,30dB,二、电路如图T9.2所示，已知T1和T2的饱和管压降UCES2V，直流功耗可忽略不计。,（1）R3、R4和T3的作用是什么？（2）负载上可能获得的最大输出功率Pom和电路的转换效率各为多少？（3）设最大输入电压的有效值为1V。为了使电路的最大不失真输出电压的峰值达到16V，电阻R6至少应取多少千欧？,解：（1）消除交越失真。,（2）最大输出功率和效率分别为,（3）电压放大倍数为,R11k，故R5至少应取10.3k。,9.10在图P9.10所示电路中，已知VCC15V，T1和T2管的饱和管压降UCES1V，集成运放的最大输出电压幅值为13V，二极管的导通电压为0.7V。,（2）为了提