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功率放大器技术知识培训 全有文档 1功率放大器的特点与分类2乙类互补对称功率放大器3单电源互补对称功率放大电路 OTL电路 4复合互补对称功率放大电路5集成功率放大器介绍本章小结 1功率放大器的特点与分类 在输入信号作用下 能向负载提供足够大功率的放大电路称为功率放大器 简称功放 1 1功放的特点1 输出功率要大2 效率要高3 非线性失真要小4 功放管需要散热和保护 1 2功放的分类根据三极管的工作状态不同 可分为甲类 乙类和甲乙类功放电路 1 甲类功放管的静态工作点位于放大区 工作点的移动范围也在放大区 因此在输入信号的整个周期内 功放均有集电极电流 如图1 a 所示 图1 a 甲类功放波形 2 乙类功放管的静态工作点位于截止区边缘 即IBQ 0 ICQ 0 因此功放只在输入信号的半个周期内有集电极电流 如图1 b 所示 图1 b 乙类功放波形 图1 c 甲乙类功放波形 3 甲乙类功放的静态工作点位于放大区中靠近截止区的位置 功放在输入信号的半个多周期内有集电极电流 如图1 c 所示 功放的基本问题有哪些 甲类 乙类 甲乙类功放各有什么特点 返回 思考题 2 1基本电路结构与工作原理1 电路结构OCL电路的基本结构如图2 a 所示 2乙类互补对称功率放大器 图2 a OCL原理电路与波形 2 工作原理 由图可知 静态时 由于基极没有偏置IBQ 0 ICQ 0 VT1 VT2处于截止状态 动态时 ui为正半周 VT1管导通 VT2管截止 产生电流ic1自上而下流经负载RL 形成输出电压uo的正半周 ui为负半周时 VT1管截止 VT2管导通 产生电流ic2自下而上流经负载RL 形成输出电压uo的负半周 所以当ui变化一个周期时 VT1 VT2管轮流导通 在输出端获得完整的输出电压波形 3 功率与效率经分析知 输出功率与电源提供的功率之比称为电路的效率 在理想情况下 电路的最大效率为 2 2实用电路电路如图3所示 图3OCL互补对称电路 静态时 由于两管静态电流大小相等 方向相反 所以流过负载的静态电流为零 动态时 由于二极管的动态电阻很小 可以忽略不计 其工作原理与OCL基本电路类同 输出功率 效率 管耗近似相同 该电路工作在甲乙类状态 为了提高效率 在设置偏压时 应尽可能接近乙类状态 交越失真是怎样产生的 如何消除交越失真 简述OCL电路的工作原理 返回 思考题 3OTL电路电路如图4所示 图4单电源互补对称功率放大电路 在输入信号正半周 VT3导通 VT4截止 VT3以射极输出器形式将正向信号传送给负载 同时对电容器C充电 在输入信号负半周时 VT3截止 VT4导通 电容C放电 充当VT4管直流工作电源 使VT4也以射极输出器形式将负向信号传送给负载 这样 就在负载RL上得到了一个完整的信号波形 电容器C的容量应选得足够大 使电容器C的充放电时间常数远大于信号周期 OCL电路和OTL电路各有何优缺点 乙类互补对称电路RL上完整的输出信号波形是怎样得到的 为什么说这种电路的效率高 返回 思考题 4复合互补对称功率放大电路4 1复合管电路如图5所示 图5复合管 组成复合管时要注意 串接点的电流必须连续 并接点电流的方向必须保持一致 由图5可以看出 复合管的类型总是由VT1管决定 复合管的电流放大系数 近似为组成该复合管的各三极管 的乘积 其值很大 为了减小穿透电流的影响 常在两只晶体管之间并接一个泄放电阻R 如图6所示 图6接有泄放电阻的复合管 4 2电路举例电路如图7所示 图7集成运放驱动的OTL功率放大器 静态时 由R4 R5提供的偏置电压使VT1 VT4微导通 且ie3 ie3 中点电位为VCC 2 uo 0V 当ui为负半周时 经集成运放放大 使互补对称管基极电位升高 推动VT1 VT3管导通 VT2 VT4管趋于截止 ie3自上而下流经负载 uo为正半周 当ui为正半周时 经集成运放放大 使互补对称管基极电位降低 VT1 VT3管趋于截止 VT2 VT4管依靠C2上的存储电压 VCC 2 进一步导通 ie4自下而上流经负载 uo为负半周 于是在负载上得到了一个完整的正弦电压波形 怎样判断复合管复合后的管型 返回 思考题 5集成功率放大器介绍 1 TDA2030A音频集成功率放大器简介TDA2030A的电器性能稳定 并在内部集成了过载和热切断保护电路 能适应长时间连续工作 由于其金属外壳与负电源引脚相连 所以在单电源使用时 金属外壳可直接固定在散热片上并与地线 金属机箱 相接 无需绝缘 使用很方便 TDA2030A主要性能参数如下 电源电压UCCV输出峰值电流3 5A输入电阻 0 5M 静态电流 60mA 测试条件 VCC 18V 电压增益30dB频响B在电源为 15V RL 4 时 输出功率为14W TDA2030A外引脚的排列如图8所示 图8TDA2030引脚排列及功能 2 TDA2030A集成功放的典型应用电路图9所示 图9由TDA2030A构成的OCL电路 输入信号ui由同相端输入 R1 R2 C2构成交流电压串联负反馈 因此 闭环电压放大倍数为 Auf 1 R1 R2 33为了保持两输入端直流电阻平衡 使输入级偏置电流相等 选择R3 R1 VD1 VD2起保护作用 用来泄放RL产生的感生电压 将输出端的最大电压钳位于 VCC 0 7V 和 VCC 0 7V 上 C3 C4为 去耦电容 用于减少电源内阻对交流信号的影响 C1 C2为耦合电容 试叙述TDA2030A构成的OCL电路中各元件的作用 返回 思考题 1 功率放大器要求输出足够大的功率 这样输出电压和电流的幅度都很大 对它的要求为输出功率大 效率高 非线性失真小 并应保证三极管安全可靠地工作 2 互补对称功率放大电路有OCL和OTL电路两种 前者为双电源供电 后者为单电源供电 本章小结 3 乙类互补对称功率放大电路效率高 达75 但存在着交越失真 实际中多采用甲乙类互补对称电路 它可有效的