第9章功率放大电路ppt课件

1、9.1 概述概述9.2 互补功率放大电路互补功率放大电路第九章第九章 功率放大电路功率放大电路1.掌握功率放大电路的有关概念；2.理解各种功率放大电路的工作原理及优缺点；3.熟练掌握估算功率放大电路的输出功率及效率，如何选择功放管；4.学会读懂实用功放电路。教学目的教学目的一、功率放大电路研究的问题一、功率放大电路研究的问题 1. 性能指标：输出功率和效率。性能指标：输出功率和效率。 若已知若已知Uom，则可得，则可得Pom。L2omomRUP 最大输出功率与电源损耗的平均功率之比为效率。最大输出功率与电源损耗的平均功率之比为效率。 2. 分析方法：因大信号作用，故应采用图解法。分析方法：因大

2、信号作用，故应采用图解法。 3. 晶体管的选用：根据极限参数选择晶体管。晶体管的选用：根据极限参数选择晶体管。 最大集电极电流，最大集电极电流， 反向击穿电压，反向击穿电压， 集电极最大耗散功率集电极最大耗散功率.9.1 概述概述（1甲类方式：晶体管在信号的整个周期内均处于导通状态甲类方式：晶体管在信号的整个周期内均处于导通状态（2乙类方式：晶体管仅在信号的半个周期处于导通状态乙类方式：晶体管仅在信号的半个周期处于导通状态（3甲乙类方式：晶体管在信号的多半个周期处于导通状态甲乙类方式：晶体管在信号的多半个周期处于导通状态（1在电源电压一定的情况下，最大不失真输出电压最在电源电压一定的情况下，最

3、大不失真输出电压最大，即输出功率尽可能大。大，即输出功率尽可能大。（2效率尽可能高，因而电路损耗的直流功率尽可能小，效率尽可能高，因而电路损耗的直流功率尽可能小，静态时功放管的集电极电流近似为静态时功放管的集电极电流近似为0。三、晶体管的工作方式三、晶体管的工作方式二、二、 对功率放大电路的要求对功率放大电路的要求四、功率放大电路的种类四、功率放大电路的种类1. 1. 小功率共射放大电路不宜用作功放小功率共射放大电路不宜用作功放2. 2. 变压器耦合功率放大电路变压器耦合功率放大电路 单管甲类电路单管甲类电路适合做功放吗？适合做功放吗？四、功率放大电路的种类四、功率放大电路的种类 输入信号增大

4、，输出功率如何变化？输入信号增大，输出功率如何变化？ 输入信号增大，管子的平均电流如何变化？输入信号增大，管子的平均电流如何变化？ 输入信号增大，电源提供的功率如何变化？效率如何变化？输入信号增大，电源提供的功率如何变化？效率如何变化？ 信号的正半周信号的正半周T1导通、导通、T2截止；负半周截止；负半周T2导通、导通、T1截止。截止。 两只管子交替工作，称为两只管子交替工作，称为“ 推挽推挽 ”。设。设 为常量，则负载上为常量，则负载上可获得正弦波。输入信号越大，电源提供的功率也越大。可获得正弦波。输入信号越大，电源提供的功率也越大。2CESCComUVUiBBEu0变压器耦合乙类推挽电路变

5、压器耦合乙类推挽电路3. 3. 无输出变压器的功率放大电路无输出变压器的功率放大电路OTLOTL电路电路 2CCEBIVUUu静态时，输入电压的正半周：输入电压的正半周： VCCT1CRL地地 C 充电。充电。输入电压的负半周：输入电压的负半周： C 的的 “”T2地地RL C “ ” C 放电。放电。C 足够大，才能认为其对交流信号相当于短路。足够大，才能认为其对交流信号相当于短路。OTL电路低频特性差。电路低频特性差。2)2(CESCComUVU因变压器耦合功放笨重、自身损耗大，故选用因变压器耦合功放笨重、自身损耗大，故选用OTLOTL电路。电路。4. 4. 输出无电容的功率放大电路输出无

6、电容的功率放大电路 OCL OCL电路电路输入电压的正半周：输入电压的正半周： VCCT1RL地地输入电压的负半周：输入电压的负半周： 地地RL T2 VCC两只管子交替导通，两路电源交替供电，双向跟随。两只管子交替导通，两路电源交替供电，双向跟随。2CESCComUVU静态时，静态时，UEQ UBQ0。（乙类双电源互补对称功率放大电路）（乙类双电源互补对称功率放大电路）5.BTL5.BTL电路电路 输入电压的正半周：输入电压的正半周：VCC T1 RL T4地地输入电压的负半周：输入电压的负半周：VCC T2 RL T3地地22CESCComUVU是双端输入、双端输是双端输入、双端输出形式，

7、输入信号、负出形式，输入信号、负载电阻均无接地点。载电阻均无接地点。管子多，损耗大，使管子多，损耗大，使效率低。效率低。几种电路的比较几种电路的比较消除失真的方法：消除失真的方法：设置合适的静态工作点。设置合适的静态工作点。信号在零附近两信号在零附近两只管子均截止只管子均截止开启开启电压电压乙类乙类-交越失真交越失真9.2 双电源甲乙类互补对称功率放大电路双电源甲乙类互补对称功率放大电路OCL）ib2b1D2D1B1B2uuuUUU动态：静态：倍增电路故称之为，则若BEBE443B1B2B2UURRRUII9.2 双电源甲乙类互补对称功率放大电路双电源甲乙类互补对称功率放大电路OCL）一、工作

8、原理一、工作原理求解输出功率和效率的方法求解输出功率和效率的方法:然后求出电源的平均功率，然后求出电源的平均功率，CCC(AV)VVIP效率效率VoPP1. 输出功率输出功率2CESCComUVUL2CESCCom2)(RUVPL2omomRUP在已知在已知RL的情况下，先求出的情况下，先求出Uom，那么那么二、互补输出级的分析估算二、互补输出级的分析估算2. 2. 效率效率LoCCCC 0 LoV22 ) d( sin21RUVtVtRUPL2CESCCom2)(RUVPCCCESCC4 VUVmL2L2oRURUPIO2CESCComUVULCCCCVm)(2RUVVPCESCCO22 V

9、UPPVOCMLCCmaxCIRViCEO(BR)CCCCCECCmaxCE2UVVUVuSttRUtUVP d sin) sin(21LOM 0 OMCCT1 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。管子功耗与输出电压峰值的关系为管子功耗与输出电压峰值的关系为3. 3. 晶体管的极限参数晶体管的极限参数单个管子在半个周期内的管耗单个管子在半个周期内的管耗)(d )(21=0LooCCTtRvvVP管耗管耗PT)d( sin)sin(210LoMoMCCtRtUtUV)d( )sinsin(2102L2oMLoMCCttRUtRUV)

10、4(12oMoMCCLUUVRPT对对UOM求导，并令其为求导，并令其为0，可得，可得CCCCOM 6 . 02VVUL22CCT1max RVPomom2TmaxL2CComCES2 . 0220PPPRVPU，则若因而，选择晶体管时，其极限参数因而，选择晶体管时，其极限参数L2CCmaxTCMCCmaxCECEO(BR)LCCmaxCCM22 . 02RVPPVuURViI将将UOM代入代入PT的表达式，可得的表达式，可得选管依据之一选管依据之一讨论一讨论一已知已知VCC=15V，输入电压为正弦，输入电压为正弦波，晶体管饱和压降为波，晶体管饱和压降为3V，负载，负载电阻为电阻为4。（1求最

11、大输出功率及效率；求最大输出功率及效率；（2若输入电压有效值为若输入电压有效值为8V，则负载上能够获得的功率为？则负载上能够获得的功率为？（3若若T1管的集电极和发射极短管的集电极和发射极短路，则产生什么现象？路，则产生什么现象？讨论二讨论二已知已知VCC=15V，输入电压为正弦，输入电压为正弦波，晶体管饱和压降为波，晶体管饱和压降为2V，负载，负载电阻为电阻为8。（1若负载所需最大功率为若负载所需最大功率为16W，则电源电压至少取多少伏？则电源电压至少取多少伏？（2若电源取若电源取20V，则晶体管的，则晶体管的最大集电极电流、最大管耗和最最大集电极电流、最大管耗和最大管压降？大管压降？ 首先

12、围绕功率放大电路的特点及主要的基本类型进首先围绕功率放大电路的特点及主要的基本类型进行了分析比较，最后以行了分析比较，最后以OTLOTL形式为主进行了分析学习：形式为主进行了分析学习：1 1为什么要把功率放大电路的静态工作点下移，使放大为什么要把功率放大电路的静态工作点下移，使放大器由甲类变为乙类，又由乙类变为甲乙类的原因。器由甲类变为乙类，又由乙类变为甲乙类的原因。2 2由于乙类、甲乙类放大器的输出具有明显的非线性失由于乙类、甲乙类放大器的输出具有明显的非线性失真，乙类互补对称功率放大电路是怎样解决非线性失真真，乙类互补对称功率放大电路是怎样解决非线性失真的，即互补对称电路组成原理。的，即互补对称电路组成原理。3 3理解交越失真产生的原因，正确理解