项目9功放电路ppt课件

1、工程九 功率放大电路及运用 9.2集胜利放及其运用9.1功率放大电路 电压放大电路均属小信号放大电路，它们主要用于加强信号的电压或电流的幅度。实践上，很多电子设备的输出要带动一定的负载，如：驱动扬声器，使之发出声音；驱动电表，使其指针偏转；控制电机任务等，这就要求放大电路要向负载提供足够大的信号功率。 能输出信号功率足够大的电路就是功率放大电路，简称功放。9.1.1功率放大电路的义务及功放管的特点9.1 功率放大电路 电子设备中的放大器普通由前置放大器和功率放大器组成，如图9.2所示。前置放大器的主要义务是不失真地提高输入信号的电压或电流的幅度，而功率放大器的义务是在信号失真允许的范围内，尽能

2、够输出足够大的信号功率，即不但要输出大的信号电压，还要输出大的信号电流，以满足负载正常任务的要求。1、功率放大电路的义务：图9.2放大器组成方框图 担任功率放大的晶体管习惯上称为功放管，普通由晶体三极管来担任，近些年来，随着场效应控制造工艺的提高，许多功放管曾经被场效应管所取代，由于场效应管不需求太大的驱动功率。在电路中，功放管都任务在接近于管子参数的极限形状，应选择功放管时要留意不要超越管子的极限参数，并且要留有一定的余量，同时要思索在电路中采取必要的过流维护、过压维护措施，还要处理好管子的散热问题。在电路中，广泛运用复合管作为功放管。1) 输出功率尽能够大2、功放电路的主要目的 功放电路根

3、据负载要求向负载提供的有用信号功率。普通对功率放大器都用最大输出功率来衡量它的放大才干。最大输出功率是指在输入信号为正弦波时，电路的输出波形不超越规定的非线性失真目的时，放大器的最大输出电压和最大输出电流有效值的乘积。2) 效率要高POPE100%=交流输出功率直流电源功率100%= 放大电路提供应负载的功率是由直流电源提供的。放大电路的效率定义为放大电路输出给负载的交流功率与直流电源所提供的功率之比： 当直流电源所提供的功率一定时，为了向负载提供尽能够大的信号功率，那么必需减少功率放大电路本身的损耗。3) 非线性失真要小 由于在功率放大电路中，三极管的任务点在大范围内变动，输出波形的非线性失

4、真比小信号放大电路要严重得多。在实践的功率放大电路中，应根据负载的要求来规定允许的信号失真范围。 功放电路中直流电源提供的功率除了供应负载外，其它部分主要被功放管所耗费，这部分功率称为管耗：4管耗：3运用功放管需求留意的几个问题 功放管的作用是把直流电源的能量按照输入信号的变化规律传送给负载。电路任务在大信号情况下，功放管的管耗较大，必需思索其散热问题。又由于功放管处于大电流、高电压形状，故需思索其平安和维护问题。 功放管的集电极损耗导致管子发热，结温上升。当结温超越允许值时硅管约150oC，锗管约100 oC，晶体管将会损坏。为了使放大器能输出大的功率且功放管又不致损坏，需给功放管安装散热片

5、，以分发集电极产生的热量，必要时还需求采用风冷、水冷、油冷等方法来进展散热。1功放管的散热问题 为了确保功放管的平安运用，在设计电路时，应使管子任务于其伏安特性的平安区内，尽量减少电路产生过压和过流的能够性。其次要采取适当的过压维护和过流维护电路。为了防止感性负载使电路产生过压或过流，可在感性负载的两端并联阻容网络。2功放管的平安运用 功率放大电路按照功放管静态任务点的不同，可分为甲类、乙类和甲乙类，在高频功放中还有丙类和丁类之分。9.1.2功放电路的类型1. 按照功放管静态任务点分类 甲类功放的三极管其静态任务点在放大区的中间，所以在输入信号的整个周期内，管子中都有电流流过。甲类放大电路的优

6、点是失真小，缺陷是管耗大，效率低，它主要用于小功率放大电路中。电压放大电路由于信号比较小，实践上都任务在甲类放大形状。 乙类功放的三极管其静态任务点在放大区与截止区的交线上，在输入信号的一个周期内，管子只在半个周期内有电流流过，显然，乙类放大电路需求两个管子分别对信号的正负半周进展放大，才干完成对信号的放大。 甲乙类功放的三极管其静态任务点在接近截止线的放大区内，在信号的一个周期内，管子有半个多周期内有电流流过，显然，甲乙类放大电路也需求两个管子才干完成对信号的放大。三种功放的任务形状tuCEiCiCIB=0Q002)乙类任务形状3)甲乙类任务形状1)甲类任务形状tuCEiCiCQ00IB=0

7、tuCEiCiCQ00IB=0tiCO IcM2ICQtiCO IcM2ICQtiCO IcMICQ2乙类任务形状( = )失真大，静态电流为零 ，管耗小，效率高。甲乙类任务形状 ( 0.2 PomU(BR)CEO 2VCCICM VCC / RLRLT1T2+VCC+ui+uoVCC2VCC - UCESUCES三 OCL电路的输出功率与效率例 1： 知：VCC = 24 V，RL = 8 ，忽略 UCES 求 Pom 以及此时的 PDC、PT1， 并选管。解PDC =2V 2CC / RL= 45.9 (W)+ui+uoRLT1T2+VCCVCCUCE+-= 4.9 (W)U(BR)CEO

8、 48 VICM 24 / 8 = 3 (A)选功率管：PCM = 10 15 WU(BR)CEO = 60 100 VICM = 5 A例 2： 知：VCC = 12 V，RL = 8 ，UCES=2V。 1求 Pom 、以及此时的 PDC、PT1， 并选管 2计算=0.6时的Po解PDC=2VCC (VCC-UCES ) / RL= 9.55 (W)+ui+uoRLT1T2+VCCVCCUCE+-U(BR)CEO 24 VICM 12 / 8 = 1.5 (A)选功率管：PCM = 5 WU(BR)CEO = 30 VICM = 3A设置静态偏置消除交越失真 偏置电路:二极管D1 、 D2

9、电阻R1 、 R2和电位器RP+ VccVEEuoT1T2RLB1B2uiR1RPD1D2R22UBE9.1.4 改良型OCL电路一 甲乙类互补对称功率放大电路电路1：tiC0 ICQ1ICQ2当 ui = 0 时，T1、T2 微导通1当 ui 0 (由小到大到小变化时) T1 微导通 充分导通 微导通； T2 微导通 截止 微导通。2当 ui 0 (由大到小到大变化时) T2 微导通 充分导通 微导通； T1 微导通 截止 微导通。 一 甲乙类互补对称功放+ VccVEEuoT2RLB1B2ui2UBET19.1.4 改良型OCL电路二 甲乙类互补对称功率放大电路T5 给 T1、T2 提供静

10、态电压，同时对ui进展放大RL RT3T4V1T2+VCC+ui+uoVEET5电路2：带推进级的互补对称功放抑制交越失真的偏置电路T1T2T3R2R1UBE的倍增电路9.1.4 改良型OCL电路9.1.4 改良型OCL电路甲乙类互补对称功率放大电路电路3： T4RL+VCC+uo T1T2T3VEE R*1 R2 R3 R4推进级UBE倍增电路功率和效率计算方法： 由于甲乙类互补对称功率放大电路的静态电流很小，其任务原理与分析方法与乙类功率放大电路近似一样。 对于甲乙类互补对称功率放大电路的输出功率与效率计算，依然可以运用乙类功率放大电路的计算公式，这样做计算过程简单，误差也不是很大。9.1

11、.4 改良型OCL电路二 甲乙类互补对称功率放大电路三 准互补对称放大电路1. 复合管(达林顿管)目的：实现管子参数的配对 ib1(1 + 1) ib1(1 + 1) ib1(1 + 2)= (1 + 1 + 2+ 12) ib1 1 2 rbe= rbe1+ (1 + 1) rbe22(1+1) ib11 ib1ibicie(1 + 2 + 12) ib1T1T2在串接点，必需保证两管电流方向的一致和延续实践电流方向不冲突2. 在并接点，必需保证两管电 流同时流入接点或同时流出 接点。3. 必需保证复合管中每个管子 都任务在放大区4. 复合管的类型与第一只 管子一样。复合管的构成规那么：三

12、准互补对称放大电路并接点串接点T1T2NPN + NPNNPNT1T2PNP + PNPPNPT1T2NPN + PNPNPNT1T2PNP + NPNPNP一些常见的复合管准互补对称放大电路NPN PNP四 输出电流的维护R3和R4的作用：弥补准互补管的不对称；输出电流取样D1和D2的作用：正常情况下截止；过流时导通限流；练习：9.2集胜利放及其运用 引言 9.2.2 DG810 集胜利放及其运用 9.2.3 TD2040 集胜利放及其运用 9.2.1 LM386 集胜利放及其运用组成：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、过热维护引言9.2.1 LM386

13、集胜利放及其运用1. 典型运用参数：直流电源：4 16 V额定功率：660 mW带 宽：300 kHz输入阻抗：50 k12348765引脚图2. LM386 集胜利放内部电路1. 8 开路时， Au = 20(负反响最强)1. 8 交流短路 Au = 200(负反响最弱)电压串联负反响V1、V6 ：射级跟随器,高 RiV3、V5：恒流源负载V2、V4：双入单出差分电路V7 V12：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2. LM386 内部电路 LM3861234785RPC1C2C3C4C5C610 F36 k

14、10 F100 F220 F0.1 F8 10 .047 F+VCC6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理电压放大倍数3. LM386典型运用电路 TDA2616/Q是PHILIPS公司消费的具有静噪功能的12W双声道高保真功率放大器，主要用于对音频信号的放大，多用在立体声录音机中。 TDA2616/Q采用9脚单列直插式封装，各引脚功能见图9.12a所示。其中2脚为静音控制端，当该脚接低电平常，TDA2616/Q处于静音形状，输出端停顿输出；2脚接高电平常，TDA2616/Q处于任务形状。9.2.2 TDA2616/Q中功率集胜利率放大电路 TDA2616/Q的最大

15、输出功率为15W，失真度不大于0.2%。TDA2616/Q既可以运用单电源供电，也可采用双电源供电，这是它的一个特点，非常分别运用。采用单电源供电时的运用电路如图9.12b所示，这时电路构成了OTL电路；采用双电源供电时的运用电路如图9.12c所示，这时电路构成了OCL电路。当然两种方式的电路其输出功率是不同的。9.2.3 DG810 集胜利放 规范音频功率放大功率大、噪声小、频带宽、任务电源范围宽、有维护电路输出电容输入偏置交流负反响自举电容频率补偿，防自激等VCC = 15 V 时输出功率 6 W+VCCuiC9R1R4C2DG81011294785C1C8C7C4C5C65 F100 k

16、.01 F100 F1000 pF0.1 F4 56 4 700 pF10100 F100 F100 R3R21000 F100 FC101 电源滤波9.2.4 TD2040 集胜利放及其运用 特点：输出短路维护、自动限制功耗、有过热关机维护参数：直流电源： 2.5 20 V开环增益：80 dB功率带宽：100 kHz输入阻抗：50 k输出功率：22 W (RL = 4 )双电源(OTL)运用电源滤波频率补偿防自激等输出功率可大于 15 W交流电压串联负反响R1C2220 k680 22 FR3R2ui12435C1C7C3C4C5C61 F22 k220 F220 F0.1 F4 5+VCC

17、(16 V)20400.01 F0.1 F-VEE(-16 V)R4大电容滤除低频成分小电容滤除高频成分1. 功率管的任务类型类别特点Q 点波 形甲类无失真Q 较高ICQ 较大Q 较高甲乙类有失真效率高ICQ 小Q 较低乙类失真大效率最高ICQ = 0 Q 最低tiCO ICQiCO ICQttiCO ICQ小 结OCLOTL优点缺点 主要公式构造简单，效率高，频率呼应好，易集成构造简单，效率高，频率呼应好，易集成，单电源双电源，电源利用率不高输出需大电容，电源利用率不高最大输出功率直流电源耗费功率效率最大管耗2. OCL 和 OTL 功放电路的特性 功率放大器的义务是向负载提供符合要求的交流功率，因此主要思索的是失真度要小，输出功率要大，三极管的损耗要小，效率要高。主要技术目的是输出功率、管耗、效率、非线性失真等。 提高功率放大电路输出功率的途径是提高直流电源电压，应选用耐压高、允许