模电助教版第6章 功率电子电路.ppt

第六章功率电子电路P382,6.1低频功放,例：扩音系统,第六章功率电子电路P382,6.1低频功放,特殊性:功率放大器强电:高电压、大电流、强功率“估算法”:大信号模型或“图解法”非线性失真可靠性,安全性:过流、过压、过热、散热等问题，要有保护措施。体积、重量效率,效率,2.甲类功放:甲类功放单管乙类功放双管甲乙类功率放大器功率与效率,a.结构:b.静态分析c.动态分析,？,丙、丁、戊类放大：导通角为均为谐振功率放大器丙类放大：导通角一般为=120140单管谐振功率放大器丁类放大：分电压开关型和电流开关型双管谐振功率放大器戊类放大：在丁类基础上，使管子工作于软开关状态,指iC的导通角,2.甲类功放:甲类功放单管乙类功放双管甲乙类功率放大器功率与效率,a.结构:b.静态分析c.动态分析,？,丙、丁、戊类放大：导通角为0.7V放大区,功率放大器的几种工作点设置(a)乙类功放(b)甲类功放(c)甲乙类功率放大器,增大ui信号时非线性失真截止区:缩顶截止失真(对FET)可变电阻区:削顶饱和失真(对T)最大不失真输出幅度Q中点,功率放大器的几种工作点设置(a)乙类功放(b)甲类功放(c)甲乙类功率放大器,2.甲类功放:甲类功放单管乙类功放双管甲乙类功率放大器功率与效率,a.结构:b.静态分析c.动态分析,iB=IBQibuBE=UBEQubeiC=ICQicuCE=UCEQuce,“估算法”：静态工作点的近似估算令：UBEQ0.7V调节RbIBQ=(VCC0.7)/Rb使:UCEQ=VCC/2ICQ=VCC/2RLQ中点则:最大不失真输出幅度UcemVCC/2IcmVCC/2RL,2.甲类功放:甲类功放单管乙类功放双管甲乙类功率放大器功率与效率,a.结构:b.静态分析c.动态分析,iB=IBQibuBE=UBEQubeiC=ICQicuCE=UCEQuce,“估算法”：静态工作点的近似估算令：UBEQ0.7V调节RbIBQ=(VCC0.7)/Rb使:UCEQ=VCC/2ICQ=VCC/2RLQ中点则:最大不失真输出幅度UcemVCC/2IcmVCC/2RL,令：ui=Uimsint(V),2.甲类功放:甲类功放单管乙类功放双管甲乙类功率放大器功率与效率,a.结构:b.静态分析c.动态分析,iB=IBQibuBE=UBEQubeiC=ICQicuCE=UCEQuce,“估算法”：静态工作点的近似估算令：UBEQ0.7V调节RbIBQ=(VCC0.7)/Rb使:UCEQ=VCC/2ICQ=VCC/2RLQ中点则:最大不失真输出幅度UcemVCC/2IcmVCC/2RL,令：ui=Uimsint(V),Uim,Ucem,0V,UCEQ,VCC,0V,2.甲类功放:甲类功放单管乙类功放双管甲乙类功率放大器功率与效率,a.结构:b.静态分析c.动态分析,iB=IBQibuBE=UBEQubeiC=ICQicuCE=UCEQuce,“估算法”：静态工作点的近似估算令：UBEQ0.7V调节RbIBQ=(VCC0.7)/Rb使:UCEQ=VCC/2ICQ=VCC/2RLQ中点则:最大不失真输出幅度UcemVCC/2IcmVCC/2RL,令：ui=Uimsint(V),Uim,Ucem,0V,UCEQ,VCC,0V,uBE=0.7VUimsint,iC=ICQIcmsint,uCE=UCEQUcemsint(V),2.甲类功放:甲类功放单管乙类功放双管甲乙类功率放大器功率与效率,a.结构:b.静态分析c.动态分析,iB=IBQibuBE=UBEQubeiC=ICQicuCE=UCEQuce,电源平均功率：忽略Rb中交直流,注：Ucem=IcmRL,Uim,Ucem,0V,UCEQ,VCC,0V,uBE=0.7VUimsint,iC=ICQIcmsint,uCE=UCEQUcemsint(V),不变,T消耗平均功率管耗PT：,RL上平均功率：,直流输出信号功耗功率Po,效率:,输出信号功率Po：,2.甲类功放:甲类功放单管乙类功放双管甲乙类功率放大器功率与效率,a.结构:b.静态分析c.动态分析,iB=IBQibuBE=UBEQubeiC=ICQicuCE=UCEQuce,电源平均功率：忽略Rb中交直流,注：Ucem=IcmRL,Uim,Ucem,0V,UCEQ,VCC,0V,uBE=0.7VUimsint,iC=ICQIcmsint,uCE=UCEQUcemsint(V),不变,T消耗平均功率管耗PT：,RL上平均功率：,直流输出信号功耗功率Po,效率:,输出信号功率Po：,注：PE=PT+PL=VCCICQ静态时ui=0V：PT=ICQUCEQ管耗为最大Po=0RL上最大效率max：,2.甲类功放:甲类功放单管乙类功放双管甲乙类功率放大器功率与效率,a.结构:b.静态分析c.动态分析,iB=IBQibuBE=UBEQubeiC=ICQicuCE=UCEQuce,电源平均功率：忽略Rb中交直流,注：Ucem=IcmRL,Uim,Ucem,0V,UCEQ,VCC,0V,uBE=0.7VUimsint,iC=ICQIcmsint,uCE=UCEQUcemsint(V),不变,T消耗平均功率管耗PT：,RL上平均功率：,直流输出信号功耗功率Po,效率:,输出信号功率Po：,注：PE=PT+PL=VCCICQ静态时ui=0V：PT=ICQUCEQ管耗为最大Po=0RL上最大效率max：,VCCICQ=ICQUCEQI2CQRL=ICQUCEQICQRL=ICQVCC,2.甲类功放:甲类功放单管乙类功放双管甲乙类功率放大器功率与效率,a.结构:b.静态分析c.动态分析,iB=IBQibuBE=UBEQubeiC=ICQicuCE=UCEQuce,电源平均功率：忽略Rb中交直流,注：Ucem=IcmRL,Uim,Ucem,0V,UCEQ,VCC,0V,uBE=0.7VUimsint,iC=ICQIcmsint,uCE=UCEQUcemsint(V),不变,T消耗平均功率管耗PT：,RL上平均功率：,直流输出信号功耗功率Po,效率:,输出信号功率Po：,注：PE=PT+PL=VCCICQ静态时ui=0V：PT=ICQUCEQ管耗为最大Po=0RL上最大效率max：,当输出为最大不失真输出幅度时有:UcemVCC/2IcmVCC/2RL且要求:Q在中点即:UCEQ=VCC/2ICQ=VCC/2RL此时:输出信号功率Po为最大则:转换效率达最大.,2.甲类功放:甲类功放单管乙类功放双管甲乙类功率放大器功率与效率,a.结构:b.静态分析c.动态分析,iB=IBQibuBE=UBEQubeiC=ICQicuCE=UCEQuce,电源平均功率：忽略Rb中交直流,注：Ucem=IcmRL,Uim,Ucem,0V,UCEQ,VCC,0V,uBE=0.7VUimsint,iC=ICQIcmsint,uCE=UCEQUcemsint(V),不变,T消耗平均功率管耗PT：,RL上平均功率：,直流输出信号功耗功率Po,效率:,输出信号功率Po：,注：PE=PT+PL=VCCICQ静态时ui=0V：PT=ICQUCEQ管耗为最大Po=0RL上最大效率max：,例:已知某机输出信号功率Po为10W最大时,则:a.PE=10W/25%=40WPEPo=40W10W=30W发热!发热=管耗PTRL上直流功耗,2.甲类功放:甲类功放单管乙类功放双管甲乙类功率放大器功率与效率,a.结构:b.静态分析c.动态分析,iB=IBQibuBE=UBEQubeiC=ICQicuCE=UCEQuce,电源平均功率：忽略Rb中交直流,注：Ucem=IcmRL,Uim,Ucem,0V,UCEQ,VCC,0V,uBE=0.7VUimsint,iC=ICQIcmsint,uCE=UCEQUcemsint(V),不变,T消耗平均功率管耗PT：,RL上平均功率：,直流输出信号功耗功率Po,效率:,输出信号功率Po：,注：PE=PT+PL=VCCICQ静态时ui=0V：PT=ICQUCEQ管耗为最大Po=0RL上最大效率max：,例:已知某机输出信号功率Po为10W最大时,则:a.PE=10W/25%=40WPEPo=40W10W=30W发热!发热=管耗PTRL上直流功耗,b.当Po=0W无声时,则:PE=10W/25%=40WPEPo=40W0W=40W发热最大!转换效率min=0%,2.甲类功放:甲类功放单管乙类功放双管甲乙类功率放大器功率与效率,a.结构:b.静态分析c.动态分析,iB=IBQibuBE=UBEQubeiC=ICQicuCE=UCEQuce,Uim,Ucem,0V,UCEQ,VCC,0V,uBE=0.7VUimsint,iC=ICQIcmsint,uCE=UCEQUcemsint(V),2.甲类功放:甲类功放单管乙类功放双管甲乙类功率放大器功率与效率,a.结构:b.静态分析c.动态分析,iB=IBQibuBE=UBEQubeiC=ICQicuCE=UCEQuce,Uim,Ucem,0V,UCEQ,VCC,0V,uBE=0.7VUimsint,iC=ICQIcmsint,uCE=UCEQUcemsint(V),输出信号功率Po：,因RL小，Au不大。追求功率放大。,2.甲类功放:甲类功放单管乙类功放双管甲乙类功率放大器功率与效率,a.结构:b.静态分析c.动态分析,iB=IBQibuBE=UBEQubeiC=ICQicuCE=UCEQuce,Uim,Ucem,0V,UCEQ,VCC,0V,uBE=0.7VUimsint,iC=ICQIcmsint,uCE=UCEQUcemsint(V),d.应用:小型发射机;TV中视频放大器等.特点:线性好,简单单管,但效率低.,3.乙类功放:3种形式P383OCLOTL变压器耦合乙类推挽功放,互补功率放大器(a)单电源供电电路OTL(b)双电源供电电路OCL,3.乙类功放:3种形式P383OCLOTL变压器耦合乙类推挽功放,OTL:OutputTransformerless,OCL:OutputCapacitorless,3.乙类功放:3种形式P383OCLOTL变压器耦合乙类推挽功放,3.乙类功放:3种形式P383OCLOTL变压器耦合乙类推挽功放,3.乙类功放:3种形式P383OCL,a.结构:b.静态分析c.动态分析,采用互补对称式共集放大电路,3.乙类功放:3种形式P383OCL,a.结构:b.静态分析c.动态分析,采用互补对称式共集放大电路,令：uI=0V有:IB1=IB2=IBQ=0IC1=IC2=ICQ=0IE1=IE2=IEQ=0“同,UBE同”UBE1=UBE2=UBEQ=0V则：uO=0V且:T1,T2均截止.静态时无损耗!UCE1Q=+VCCUCE2Q=VCC,3.乙类功放:3种形式P383OCL,a.结构:b.静态分析c.动态分析,令：uI=Uimsint(V)时大信号,T1,T2轮流(交替)工作输出波形合成乙类推挽电路uO:VCC|VCES2|uO+VCCVCES1,uI,uO,0.7V0.7V1,令：uI=Uimsint(V)时,T1,T2轮流(交替)工作输出波形合成乙类推挽电路uO:VCC|VCES2|uO+VCCVCES1,0.7V0.7V1,uI,uO,T1,T2,Uim,Uom,VCC,VCC,VCC0.7V,VCC0.7V,最大输出幅度U+Om，U-Om,3.乙类功放:3种形式P383OCL,a.结构:b.静态分析c.动态分析,令：uI=Uimsint(V)时,T1,T2轮流(交替)工作输出波形合成乙类推挽电路uO:VCC|VCES2|uO+VCCVCES1,0.7V0.7V1,uI,uO,T1,T2,交越失真,3.乙类功放:3种形式P383OCL,a.结构:b.静态分析c.动态分析,令：uI=Uimsint(V)时,0.7V0.7V1,uI,uO,T1,T2,交越失真,甲乙类互补对称式共集电路甲类工作状态，乙类工作状态甲乙类工作状态例341,3.乙类功放:3种形式P383OCL,a.结构:b.静态分析c.动态分析,令：uI=Uimsint(V)时,uI,uO,T1,T2,交越失真,甲乙类互补对称式共集电路甲类工作状态，乙类工作状态甲乙类工作状态例341,0.7V0.7V1,uI,利用二极管提供静态偏置,3.乙类功放:3种形式P383OCL,a.结构:b.静态分析c.动态分析,令：uI=Uimsint(V)时,uI,uO,T1,T2,交越失真,甲乙类互补对称式共集电路甲类工作状态，乙类工作状态甲乙类工作状态例341,利用恒压电路提供静态偏置,0.7V0.7V1,uI,3.乙类功放:3种形式P383OCL,a.结构:b.静态分析c.动态分析,令：uI=Uimsint(V)时,uI,uO,T1,T2,0.7V0.7V1,3.乙类功放:3种形式P383OCL,a.结构:b.静态分析c.动态分析,功率与效率,令：ui=Uimsint(V)时,uI,uO,T1,T2,0.7V0.7V1,3.乙类功放:3种形式P383OCL,a.结构:b.静态分析c.动态分析,功率与效率,则:uo=Uomsint(V),令：ui=Uimsint(V)时,3.乙类功放:3种形式P383OCL,a.结构:b.静态分析c.动态分析,功率与效率,则:uo=Uomsint(V),令：ui=Uimsint(V)时,3.乙类功放:3种形式P383OCL,a.结构:b.静态分析c.动态分析,功率与效率,则:uo=Uomsint(V),Uim,0V,Uom,0V,VCC0.7V,VCC0.7V,VCC,VCC,最大不失真输出幅度,io,得：最大输出幅度Uom=|VCC0.7V|VCC,令：ui=Uimsint(V)时,3.乙类功放:3种形式P383OCL,a.结构:b.静态分析c.动态分析,功率与效率,则:uo=Uomsint(V),Uim,0V,Uom,0V,VCC0.7V,VCC0.7V,VCC,VCC,最大不失真输出幅度,io,得：最大输出幅度Uom=|VCC0.7V|VCC,电源平均功率VCC：,T1、T2二管的总管耗为管耗PT：,效率:,每管,输出信号功率Po：,令：ui=Uimsint(V)时,3.乙类功放:3种形式P383OCL,a.结构:b.静态分析c.动态分析,功率与效率,则:uo=Uomsint(V),Uim,0V,Uom,0V,VCC0.7V,VCC0.7V,VCC,VCC,最大不失真输出幅度,io,得：最大输出幅度Uom=|VCC0.7V|VCC,电源平均功率VCC：,T1、T2二管的总管耗为管耗PT：,效率:,每管,输出信号功率Po：,注：PE=PT+Po静态时ui=0V：PE=0PT=0Po=0RL上最大效率max：,当输出为最大不失真输出幅度时有:Uom=|VCC0.7V|VCC此时:输出信号功率Po为最大Pomax电源平均功率PE也为最大PEmax转换效率达最大max.,令：ui=Uimsint(V)时,3.乙类功放:3种形式P383OCL,a.结构:b.静态分析c.动态分析,功率与效率,则:uo=Uomsint(V),Uim,0V,Uom,0V,VCC0.7V,VCC0.7V,VCC,VCC,最大不失真输出幅度,io,得：最大输出幅度Uom=|VCC0.7V|VCC,电源平均功率VCC：,T1、T2二管的总管耗为管耗PT：,效率:,每管,输出信号功率Po：,注：PE=PT+Po静态时ui=0V：PE=0PT=0Po=0RL上最大效率max：,最大管耗PTM：,当输出为时,每管,3.乙类功放:3种形式P383OCLOTL变压器耦合乙类推挽功放,3.乙类功放:3种形式P383OTL,a.结构:b.静态分析c.动态分析,采用互补对称式共集放大电路,3.乙类功放:3种形式P383OTL,a.结构:b.静态分析c.动态分析,采用互补对称式共集放大电路,UBQ,UEQ,UO,uI=VCC/2ui令：ui=0V，有:UI=UBQ=VCC/2电容Co:开机充电,建立直流电压UCo暂态过程UCo=UEQ=VCC/2IB1=IB2=IBQ=0,IC1=IC2=ICQ=0IE1=IE2=IEQ=0,UBE1=UBE2=UBEQ=0V“同,UBE同”则：UO=0VRL无直流UCE1Q=+VCC/2,UCE2Q=VCC/2可见:T1,T2均截止.静态时无损耗!,3.乙类功放:3种形式P383OTL,a.结构:b.静态分析c.动态分析,UBQ,UEQ,UO,T1,T2轮流(交替)工作输出波形合成乙类推挽电路uo:VCC/2|VCES2|uo+VCC/2VCES1,令：ui=Uimsint(V)时大信号,uI,uE,0.7V0.7V1,+VCC/2,+VCC/2,3.乙类功放:3种形式P383OTL,a.结构:b.静态分析c.动态分析,UBQ,UEQ,UO,T1,T2轮流(交替)工作输出波形合成乙类推挽电路uo:VCC/2|VCES2|uo+VCC/2VCES1,令：ui=Uimsint(V)时,uI,uE,0.7V0.7V1,+VCC/2,+VCC/2,T1,T2,Uim,Uom,VCC,0V,最大输出幅度U+Om，U-Om,VCC0.7V,0.7V,3.乙类功放:3种形式P383OTL,a.结构:b.静态分析c.动态分析,UBQ,UEQ,UO,T1,T2轮流(交替)工作输出波形合成乙类推挽电路uo:VCC/2|VCES2|uo+VCC/2VCES1,令：ui=Uimsint(V)时,uI,uE,0.7V0.7V1,+VCC/2,+VCC/2,T1,T2,交越失真,3.乙类功放:3种形式P383OTL,a.结构:b.静态分析c.动态分析,UBQ,UEQ,UO,令：ui=Uimsint(V)时,uI,uE,0.7V0.7V1,+VCC/2,+VCC/2,T1,T2,交越失真,甲乙类互补对称式共集电路甲类工作状态，乙类工作状态甲乙类工作状态例341,3.乙类功放:3种形式P383OTL,a.结构:b.静态分析c.动态分析,令：ui=Uimsint(V)时,uI,uE,0.7V0.7V1,+VCC/2,+VCC/2,T1,T2,交越失真,甲乙类互补对称式共集电路甲类工作状态，乙类工作状态甲乙类工作状态例341,利用二极管提供静态偏置,uI,UBQ,UEQ,UO,3.乙类功放:3种形式P383OTL,a.结构:b.静态分析c.动态分析,令：ui=Uimsint(V)时,uI,uE,0.7V0.7V1,+VCC/2,+VCC/2,T1,T2,功率与效率,3.乙类功放:3种形式P383OTL,a.结构:b.静态分析c.动态分析,uI,uE,0.7V0.7V1,+VCC/2,+VCC/2,T1,T2,功率与效率,令：ui=Uimsint(V)时,则:uo=Uomsint(V),3.乙类功放:3种形式P383OTL,a.结构:b.静态分析c.动态分析,功率与效率,令：ui=Uimsint(V)时,则:uo=Uomsint(V),3.乙类功放:3种形式P383OTL,a.结构:b.静态分析c.动态分析,功率与效率,令：ui=Uimsint(V)时,则:uo=Uomsint(V),Uim,+VCC/2,Uom,0V,+VCC/20.7V,VCC/20.7V,VCC,0V,最大不失真输出幅度,io,得：最大输出幅度Uom=|VCC/20.7V|VCC/2,3.乙类功放:3种形式P383OTL,a.结构:b.静态分析c.动态分析,功率与效率,令：ui=Uimsint(V)时,则:uo=Uomsint(V),Uim,+VCC/2,Uom,0V,+VCC/20.7V,VCC/20.7V,VCC,0V,最大不失真输出幅度,io,得：最大输出幅度Uom=|VCC/20.7V|VCC/2,输出信号功率Po：,电源平均功率VCC：,T1、T2二管的总管耗为管耗PT：,每管,效率:,3.乙类功放:3种形式P383OTL,a.结构:b.静态分析c.动态分析,功率与效率,令：ui=Uimsint(V)时,则:uo=Uomsint(V),Uim,+VCC/2,Uom,0V,+VCC/20.7V,VCC/20.7V,VCC,0V,最大不失真输出幅度,io,得：最大输出幅度Uom=|VCC/20.7V|VCC/2,输出信号功率Po：,电源平均功率VCC：,T1、T2二管的总管耗为管耗PT：,每管,效率:,注：PE=PT+Po静态时ui=0V：PE=0PT=0Po=0RL上最大效率max：,当输出为最大不失真输出幅度时有:Uom=|VCC/20.7V|VCC/2此时:输出信号功率Po为最大Pomax电源平均功率PE也为最大PEmax转换效率达最大max.,3.乙类功放:3种形式P383OTL,a.结构:b.静态分析c.动态分析,功率与效率,令：ui=Uimsint(V)时,则:uo=Uomsint(V),Uim,+VCC/2,Uom,0V,+VCC/20.7V,VCC/20.7V,VCC,0V,最大不失真输出幅度,io,得：最大输出幅度Uom=|VCC/20.7V|VCC/2,输出信号功率Po：,电源平均功率VCC：,T1、T2二管的总管耗为管耗PT：,每管,效率:,注：PE=PT+Po静态时ui=0V：PE=0PT=0Po=0RL上最大效率max：,3.乙类功放:3种形式P383OTL,a.结构:b.静态分析c.动态分析,令：ui=Uimsint(V)时,则:uo=Uomsint(V),Uim,+VCC/2,Uom,0V,最大不失真输出幅度,io,得：最大输出幅度Uom=|VCC/20.7V|VCC/2,d.应用:交直流两用机等.注:RL一端接VCC。,3.乙类功放:3种形式P383OCLOTL变压器耦合乙类推挽功放,3.乙类功放:3种形式P383变压器耦合乙类推挽功放,a.结构:b.静态分析c.动态分析,Tr1:输入(驱动)变压器裂相.Tr2:输出变压器输出波形合成.T1,T2:均为NPN或均为PNP(“同类管”).CE电路.CC也可,3.乙类功放:3种形式P383变压器耦合乙类推挽功放,a.结构:b.静态分析c.动态分析,Tr1:输入(驱动)变压器裂相.Tr2:输出变压器输出波形合成.T1,T2:均为NPN或均为PNP(“同类管”).CE电路.CC也可,令：ui=0V有:IB1=IB2=IBQ0,IC1=IC2=ICQ0IE1=IE2=IEQ0.“同,UBE同”.UBE1=UBE2=UBEQ0.7VUCE1Q=UCE2Q=+VCC.则：UO=0VRL无直流且:T1,T2均微导通.静态时几无损耗!,3.乙类功放:3种形式P383变压器耦合乙类推挽功放,a.结构:b.静态分析c.动态分析,T1,T2轮流(交替)工作输出波形合成乙类推挽电路uo:可使输出电压的幅度Uom超过电源电压。,3.乙类功放:3种形式P383变压器耦合乙类推挽功放,a.结构:b.静态分析c.动态分析,T1,T2轮流(交替)工作输出波形合成乙类推挽电路uo:可使输出电压的幅度Uom超过电源电压。,3.乙类功放:3种形式P383变压器耦合乙类推挽功放,a.结构:b.静态分析c.动态分析,T1,T2轮流(交替)工作输出波形合成乙类推挽电路uo:可使输出电压的幅度Uom超过电源电压。,0V,0.7V,0.7V,0mA,0mA,0V,io,3.乙类功放:3种形式P383变压器耦合乙类推挽功放,a.结构:b.静态分析c.动态分析,0V,0.7V,0.7V,0mA,0mA,0V,io,功率与效率,令：ui=Uimsint(V)时,则:uo=Uomsint(V),3.乙类功放:3种形式P383变压器耦合乙类推挽功放,a.结构:b.静态分析c.动态分析,0V,0.7V,0.7V,0mA,0mA,0V,io,功率与效率,令：ui=Uimsint(V)时,则:uo=Uomsint(V),计算式：与OCL类似。,令：ui=Uimsint(V)时,3.乙类功放:3种形式P383OCL,a.结构:b.静态分析c.动态分析,功率与效率,则:uo=Uomsint(V),Uim,0V,Uom,0V,VCC0.7V,VCC0.7V,VCC,VCC,最大不失真输出幅度,io,得：最大输出幅度Uom=|VCC0.7V|VCC,电源平均功率VCC：,T1、T2二管的总管耗为管耗PT：,效率:,每管,输出信号功率Po：,注：PE=PT+Po静态时ui=0V：PE=0PT=0Po=0RL上最大效率max：,最大管耗PTM：,当输出为时,每管,有关OCL计算式如下：,3.乙类功放:3种形式P383变压器耦合乙类推挽功放,a.结构:b.静态分析c.动态分析,0V,0.7V,0.7V,0mA,0mA,0V,io,d.应用:早期收音机;强电中功率变换器等.e.特点:负载匹配；升降压；电气隔离等。但重、大、频响差、不宜集成等.,互补功率放大器(a)单电源供电电路OTL(b)双电源供电电路OCL,3.乙类功放:3种形式P383OCLOTL变压器耦合乙类推挽功放,乙类功放:3种形式比较,3.乙类功放:3种形式P383OCLOTL变压器耦合乙类推挽功放,乙类功放:3种形式比较,桥式推挽功放（BTL）:,BTL:BalancedTransformerless,vI,RL,特点:功率大4倍，单电源，无大电容及变压器,但需4管，负载不接地.,得：最大输出幅度UomVCC,T3,T4,上下推、挽分时；左右推、挽同时。,Uom,3.乙类功放:3种形式P383OCLOTL变压器耦合乙类推挽功放,乙类功放:3种形式比较,功放电路实际应用时需考虑的问题(1)功率管应该严格配对，大小工作电流时的一致。在大电流下饱和压降小，且一致。(2)管子的散热问题。在大功率场合，必须给管子装上一定尺寸的散热板，或进行风冷和水冷。(3)功放管因在大电流、高电压下工作，应对其采取过压和过流保护措施。(4)当电源质量不高或内阻较大时，电源内阻上的压降可能会引起功放电路的低频自激。消除低频自激的有效方法是在前置放大电路的供电回路中加去耦滤波电容。,功率管的选取在OCL中，功放管必须按以下几点原则选取：(1)管子的功耗PCM0.2Pomax。(2)功放管的耐压U(BR)CEO2VCC。(3)功放管允许的最大集电极电流ICMVCC/RL。“减半原则”、“冗余原则”,如：“11”“n1”,6.2低频功放的组成P387,运放OCL:,集成运放的扩流和扩压,a.结构:b.静态分析c.动态分析,6.2低频功放的组成P387,运放OCL:,集成运放的扩流和扩压,a.结构:b.静态分析c.动态分析,6.2低频功放的组成P387,运放OCL:,集成运放的扩流和扩压,a.结构:b.静态分析c.动态分析,作用：A电压放大；OCL(T1,T2)电流放大扩流,6.2低频功放的组成P387,运放OCL:,集成运放的扩流和扩压,a.结构:b.静态分析c.动态分析,作用：A电压放大；OCL(T1,T2)电流放大扩流,6.2低频功放的组成P387,运放OCL:,集成运放的扩流和扩压,a.结构:b.静态分析c.动态分析,作用：A电压放大；OCL(T1,T2)电流放大扩流,0V,0.7V,0.7V,0V,0V,6.2低频功放的组成P387,运放OCL:,集成运放的扩流和扩压,a.结构:b.静态分析c.动态分析,0V,0.7V,0.7V,0V,0V,静态反馈直流反馈:电压串联负反馈(可在R1下串电容C).动态反馈交流反馈:电压串联负反馈.uO=(1R2/R1)uI,6.2低频功放的组成P387,运放OCL:,集成运放的扩流和扩压,a.结构:b.静态分析c.动态分析,0V,0.7V,0.7V,0V,0V,0V,0V,静态反馈直流反馈:电压串联负反馈(可在R1下串电容C).动态反馈交流反馈:电压串联负反馈.uO=(1R2/R1)uI,6.2低频功放的组成P387,运放OCL:,集成运放的扩流和扩压,a.结构:b.静态分析c.动态分析,0V,0.7V,0.7V,0V,0V,0V,0V,Re的作用:改善T1,T2一致性;限流及短路保护；均流管子并联.,6.2低频功放的组成P387,运放OCL:,集成运放的扩流和扩压,a.结构:b.静态分析c.动态分析,VCC,VCC,Rb1,Rb2,D1,D2,Re,Re,T1,T2,再扩流方法:管子并联;复合管.,0V,0.7V,0.7V,0V,0V,0V,0V,Re的作用:改善T1,T2一致性;限流及短路保护；均流管子并联.,6.2低频功放的组成P387,运放OCL:,集成运放的扩流和扩压,a.结构:b.静态分析c.动态分析,VCC,VCC,Rb1,Rb2,D1,D2,T3,T4,再扩流方法:管子并联;复合管.,1.4V,0.7V,0V,0V,R,T1,T2,D3,0V,功率管T3、T4可均为NPN管.,0.5,0.5,220,220,6.2低频功放的组成P387,运放OCL:,集成运放的扩流和扩压,a.结构:b.静态分析c.动态分析,VCC,VCC,Rb1,Rb2,D1,D2,T3,T4,再扩流方法:管子并联;复合管.,1.4V,0.7V,0V,0V,R,T1,T2,D3,0V,功率管T3、T4可均为NPN管.,0.5,0.5,220,220,注:扩流和扩压后,过流、过压、过热、散热等事关可靠性,安全性问题更突出，须有保护措施。如:限流及短路保护;0V侦测电路;配置熔断器等.,6.2低频功放的组成P387,运放OCL:,集成运放的扩流和扩压,a.结构:b.静态分析c.动态分析,VCC,VCC,Rb1,Rb2,D1,D2,T3,T4,再扩流方法:管子并联;复合管.,1.4V,0.7V,0V,0V,R,T1,T2,D3,0V,功率管T3、T4可均为NPN管.,0.5,0.5,220,220,复合管,复合管是将两只或以上的三极管按一定方式相连，等效为性能更好的三极管。又称达林顿管。,NPNNPN,NPNPNP,PNPPNP,PNPNPN,复合管,NPNNPN,NPNPNP,PNPPNP,PNPNPN,复合管是将两只或以上的三极管按一定方式相连，等效为性能更好的三极管。又称达林顿管。,复合管连接原则:,连接后各管内电流能顺利流通，且具有电流放大作用。,复合管特点：,等效三极管类型取决于前置管类型,等效三极管的是1、2的乘积:12,同样输出电流时，等效三极管的输入电流可大大减小,T1管的CE连接到T2管的CB上。,复合管,复合管是将两只或以上的三极管按一定方式相连，等效为性能更好的三极管。又称达林顿管。,NPNNPN,NPNPNP,PNPPNP,PNPNPN,穿透电流,复合管,复合管是将两只或以上的三极管按一定方式相连，等效为性能更好的三极管。又称达林顿管。,NPNNPN,PNPNPN,6.2低频功放的组成P387,运放OCL:,集成运放的扩流和扩压,a.结构:b.静态分析c.动态分析,VCC,VCC,Rb1,Rb2,D1,D2,T3,T4,再扩流方法:管子并联;复合管.,1.4V,0.7V,0V,0V,R,T1,T2,D3,0V,功率管T3、T4可均为NPN管.,0.5,0.5,220,220,平衡电阻,6.2低频功放的组成P387,运放OCL:,集成运放的扩流和扩压,a.结构:b.静态分析c.动态分析,VCC,VCC,Rb1,Rb2,D1,D2,T3,T4,1.4V,0.7V,0V,0V,R,T1,T2,D3,0V,0.5,0.5,220,220,平衡电阻,功率与效率计算式忽略运放、R及D中交直流功耗,6.2低频功放的组成P387,运放OCL:,集成运放的扩流和扩压,a.结构:b.静态分析c.动态分析,0V,0.7V,0.7V,0V,0V,0V,0V,功率与效率计算式忽略运放、R及D中交直流功耗,令：ui=Uimsint(V)时,3.乙类功放:3种形式P383OCL,a.结构:b.静态分析c.动态分析,功率与效率,则:uo=Uomsint(V),Uim,0V,Uom,0V,VCC0.7V,VCC0.7V,VCC,VCC,最大不失真输出幅度,io,得：最大输出幅度Uom=|VCC0.7V|VCC,电源平均功率VCC：,T1、T2二管的总管耗为管耗PT：,效率:,每管,输出信号功率Po：,注：PE=PT+Po静态时ui=0V：PE=0PT=0Po=0RL上最大效率max：,最大管耗PTM：,当输出为时,每管,有关OCL计算式如下：,6.2低频功放的组成P387,运放OCL:,集成运放的扩流和扩压,a.结构:b.静态分析c.动态分析,0V,0.7V,0.7V,0V,0V,0V,0V,uo=Uomsin2ft(V)最大不失真输出幅度:UomVCC受限于运放的最大电源电压VCC值。,VCC,VCC,0V,0.7V,0.7V,0V,0V,0V,0V,uo=Uomsin2ft(V)最大不失真输出幅度:UomVCC受限于运放的最大电源电压VCC值。,VCC,VCC,2.运放扩压OCL扩流:,a.结构:b.静态分析c.动态分析,2.运放扩压OCL扩流:,a.结构:b.静态分析c.动态分析,2.运放扩压OCL扩流:,a.结构:b.静态分析c.动态分析,30V,30V,30V,30V,uO,uB3,uB4,uE4,uE3,令:|VCC|=30V,2.运放扩压OCL扩流:,a.结构:b.静态分析c.动态分析,30V,30V,30V,30V,uO,uB3,uB4,uE4,uE3,引入反馈:电压串联负反馈.,2.运放扩压OCL扩流:,a.结构:b.静态分析c.动态分析,30V,30V,30V,30V,uO,uB3,uB4,uE4,uE3,作用：A电压放大及扩压；OCL(T1,T2)电流放大扩流.,2.运放扩压OCL扩流:,a.结构:b.静态分析c.动态分析,30V,30V,30V,30V,uO,uB3,uB4,uE4,uE3,0V,0.7V,0.7V,0V,0V,15V,15V,14.3V,14.3V,作用：A电压放大及扩压；OCL(T1,T2)电流放大扩流.,2.运放扩压OCL扩流:,a.结构:b.静态分析c.动态分析,30V,30V,30V,30V,uO,uB3,uB4,uE4,uE3,0V,0.7V,0.7V,0V,0V,15V,15V,14.3V,14.3V,作用：A电压放大及扩压；OCL(T1,T2)电流放大扩流.,静态反馈直流反馈:电压串联负反馈(可在R1下串电容C).动态反馈交流反馈:电压串联负反馈.uO=(1R2/R1)uI,2.运放扩压OCL扩流:,a.结构:b.静态分析c.动态分析,30V,30V,30V,30V,uO,uB3,uB4,uE4,uE3,0.7V,0.7V,15V,15V,14.3V,14.3V,0V,0V,0V,0V,2.运放扩压OCL扩流:,a.结构:b.静态分析c.动态分析,30V,30V,30V,30V,uO,uB3,uB4,uE4,uE3,0.7V,0.7V,15V,15V,14.3V,14.3V,0V,0V,0V,0V,不变!,2.运放扩压OCL扩流:,a.结构:b.静态分析c.动态分析,30V,30V,30V,30V,uO,uB3,uB4,uE4,uE3,0.7V,0.7V,15V,15V,14.3V,14.3V,0V,0V,0V,0V,功率与效率计算式忽略运放、R、T及D中交直流功耗,令：ui=Uimsint(V)时,3.乙类功放:3种形式P383OCL,a.结构:b.静态分析c.动态分析,功率与效率,则:uo=Uomsint(V),Uim,0V,Uom,0V,VCC0.7V,VCC0.7V,VCC,VCC,最大不失真输出幅度,io,得：最大输出幅度Uom=|VCC0.7V|VCC,电源平均功率VCC：,T1、T2二管的总管耗为管耗PT：,效率:,每管,输出信号功率Po：,注：PE=PT+Po静态时ui=0V：PE=0PT=0Po=0RL上最大效率max：,最大管耗PTM：,当输出为时,每管,有关OCL计算式如下：,2.运放扩压OCL扩流:,a.结构:b.静态分析c.动态分析,30V,30V,30V,30V,uO,uB3,uB4,uE4,uE3,0.7V,0.7V,15V,15V,14.3V,14.3V,0V,0V,0V,0V,功率与效率计算式忽略运放、R、T及D中交直流功耗,6.2低频功放的组成P387,运放OCL:,集成运放的扩流和扩压,2.运放扩压