5-低频功率放大器.ppt

.1概述,5低频功率放大器,.3功率放大器的保护电路,.4其他形式的功放电路介绍,.2互补推挽功率放大器,.功放实际线路举例,一、对功率放大电路的要求,1、输出功率Po尽可能大，输出电阻尽可能小；,4、电路参数不能超过功率管的极限值CM、CEM、PCM；,3、失真要小；,2、效率要高；,.1功率放大电路的一般问题,（可采用共集电极放大电路）,（电源提供的能量应尽可能多地转换给负载，尽量减少晶体管及线路上的损失）。,5、功率器件的散热性要好。,二、静态工作点Q对效率的影响,甲类功率放大器,优点:波形不失真；,Q1在负载线的中点时,乙类功率放大器,甲乙类功率放大器,称为甲类功率放大器,缺点:波形失真；,Q2在负载线的最低点时,优点:ui=0时,uo=0,PO=0,IC=oPu=UCCIC=0,故效率很高(最大为78.5%)。,称为乙类功率放大器,Q3接近负载线的最低点时,特点:效率介于甲类和乙类之间.,称为甲乙类功率放大器,缺点:ui=0,uo=0,PO=0,但IC0,故电源输入功率Pu=UCCIC,故效率很低(最大为50%)。,.2互补推挽功率放大器,思考1：,射极输出器的效率如何？如果效率低，如何解决效率低的问题？,乙类放大器,射极输出器,由于射极输出器中有Rb,它就会向三极管提供基极偏置电流IB,从而造成较高的静态工作点Q1,故效率较低。,解决方法：,1、去掉Rb，使IB=0，静态工作点就会降至最低点Q，效率得到提高，放大器由甲类变成乙类。,2、为了提高通频带，不使用电容；为了消除RE的分流作用，去掉RE，负载RL可获得最大的输出电流。,思考2：,乙类放大器能够不失真地放大输入信号吗?如果不能，如何解决？,T1：NPN型,T2：PNP型,（一）、结构特点：,1.由NPN型、PNP型三极管构成两个对称的射极输出器并联而成。,2.双电源供电。,3.输入输出端不加隔直电容，称为OCL电路。,（二）、工作原理,T1截止，T2导通，,T1导通，T2截止，,当ui为正半周时，,在RL上输出ui正半周；,当ui为负半周时，,在RL上输出ui负半周。,一、乙类（双电源）推挽功率放大器,（乙类）,（三）、电气特点：,并满足:,当ui足够大时,3、乙类功率会出现交越失真。,(最大幅值),(最大幅值),假设ui为正弦波且幅度足够大，T1、T2导通时均能饱和，此时输出最大幅值的电压、电流，分别为：,最大输出功率为：,、输出功率PO及最大输出功率POm的计算,(四）、分析计算,（1）、输出功率PO,（2）、最大输出功率POm,2、管耗P及管耗PCm,(1)、管耗P：由于T1、T2的管耗PT1、PT2相同，故管耗PC=2PC1,(2)、最大管耗PCm：,令dPC1/dUom=0,管子T1达到最大管耗,3、直流电源提供的功率PE及最大功率PEm：,(1)、直流电源提供的功率PE,(2)、直流电源提供的最大功率PEm,当Uom=EC时，,4、效率及最大功率m：,(1)、效率,()、最大效率m,当Uom=EC时，,(五)、功率BJT的选择,1、BJT的最大允许管耗PCM必须大于0.2Pom；,2、BJT的最大反向击穿电压U(BR)CEO必须大于2EC；,3、BJT的最大允许集电极电流ICM必须大于EC/RL。,由于BJT的发射结存在正向导通死区电压Uth（约为0.5-0.7V)，当uiiB，则：,3、甲乙类双电源互补对称功率放大电路（甲乙类OCL电路）的分析计算,甲乙类双电源互补对称功率放大电路（甲乙类OCL电路）的分析计算与乙类双电源互补对称功率放大电路（乙类OCL电路）的分析计算完全相同。,.功率放大器的保护,1、改善功率管的散热条件,2、过流保护电路,由二极管组成的过流保护电路,由三极管组成的过流保护电路,.4其它形式的功放电路简介,1、工作原理：,当输入信号ui=0时，由于电路对称，ie1=ie2,io=0,uo=0,从而使K点的电位UK=EC/2；,电容被充电，使电容两端电压uC=UK=EC/2。,若输出电容C足够大，uC、UK基本保持在EC/2。,K,UK,UK=0,单电源电路可等效为双电源电路,一、甲乙类单电源互补对称功率放大器（甲乙类OTL）,2、甲乙类单电源互补对称功率放大电路（甲乙类OTL电路）的分析计算,由于电源电压为EC的甲乙类单电源互补对称功率放大电路可等效为电源电压为EC/2甲乙类双电源互补对称功率放大电路。,具体计算方法为：,将乙类双电源互补对称功率放大电路（乙类OCL电路）的输出功率、管耗、输入功率、效率计算公式中的EC用EC/2取代，可计算甲乙类单电源互补对称功率放大电路（甲乙类OTL电路）的输出功率、管耗、输入功率、效率。,3、OTL电路的缺点：,由于使用了电容，故低频效果变差。,1、T1：前置驱动级,2、T2、R1、R2：UBE倍增电路,3、T3与T4、T5与T6：构成复合形式的输出功率管（复合管或达林顿管）,二、准互补推挽功率放大电路,作用：对ui进行前置电压放大及为T3、T5提供较大的基极电流。,作用：扩大输出电流，提高输出功率。,R3,复合管的构成方式：,方式一：,方式二：,同类型BJT复合,不同类型BJT复合,复合管可等效为一个BJT，其类型由复合管中的第一支管子决定；其12,复合管构成方式很多，不论哪种方式：,二、桥式平衡功率放大器（BTL电路）,以乙类功率放大器为例,工作原理,1.当ui=0时,UK1=UK2=EC/2,u0=0,2.当ui0时,且ui为正半周时T1、T4导通，u0输出正半周且最大值UOMEC；,3.当ui0时,且ui为负半周时T2、T3导通，u0输出负半周且最大值UOMEC；,BTL电路具有OCL和OTL的优点。,作业：,1、P1375-9,2、补充作业,双电源互补对称电路