功率放大电路课件

1、功率放大电路第 7 章7.1 功率放大电路的特殊问题7.1 功率放大电路的特殊问题一、功率放大的任务输出足够大的功率去驱动负载（扬声器、伺服电机等）。二、功率放大的特殊问题1. 输出电压、电流幅度大，三极管尽限工作。2. 管子接近饱和或截止，输出有一定非线性失真。3. 需加散热器，以提高管子承受较大管耗。4. 效率 = Pomax / PDC 要高。性能分析以功率、管耗、效率为主。三、共发射极放大电路的效率问题+VCCRLC1+RBuce = uouCE iCO tiCO QIcmUcem设“Q”设置在交流负载线中点VCCIC四、放大电路的工作状态甲类( = 2 )tiCO Icm2 ICti

2、CO Icm2 IC乙类( = )tiCO Icm IC2甲乙类( 2 )QuCE iCO tiCO QQ乙类工作状态失真大，静态电流为零 ，管耗小，效率高。甲乙类工作状态失真大， 静态电流小 ，管耗小，效率较高。甲类工作状态失真小，静态电流大，管耗大，效率低。类型与效率二、图解分析最大输出电压幅值：Uom(max)= VCCUCE(sat) VCC7.2.2 乙类双电源对称功放电路功率参数分析计算RLT1T2+VCC+ui+uoVEE一、输出功率 Po最大输出功率：二、直流电源供给功率 PVPV = ICAVVCC= 2VCCUom/RL7.3.1 实用的甲乙类双电源互补对称功 率放大电路7

3、.3.2 甲乙类单电源对称功率放大电路7.3 甲乙类互补对称功率放大电路7.3.1 实用的甲乙类双电源互补对称功放电路 一、交越失真的问题RLT1T2+VCC+ui+uoVEE1. 问题：当输入电压小于阈值电压Uon时，三极管截止，引起 交越失真。交越失真输入信号幅度越小越明显tiCO IC1 IC22. 克服交越失真的思路：交越失真T1、T2有一段共同导通的时间，流过负载的电流不失真。二、减少交越失真的措施1. 利用二极管和电位器产生偏置电压：RLR1D1D2T1T2+VCC+ui+uoVEET3R2+UB1B2UB1B2 给 T1、T2 提供静态电压。当 ui = 0 时，T1、T2 微导

4、通； IB1= IB2， IE1= IE2， IL= 0IB1IB2IE1IE2当 ui 0 ( 至 )，T2 微导通 充分导通 微导通；T1 微导通 截止 微导通。 2. 克服交越失真的其它电路T1T2T3T4T1T2RtB1B2实际电路T4RL+VCC+uoT1T2T3VEER*1R2R3R4T1T2T3R2R1RL+VCC+uoT1T2T3T4T5VEE+uiR三、用复合管组成互补对称功率放大电路 复合管(达林顿管)的目的：实现管子参数的配对iB1(1 + 1) iB1(1 + 1) (1 + 2) B1= (1 + 1 + 2+ 12) iB1 1 2 rbe= rbe1+ (1 +

5、1) rbe22(1+1) iB11 iB1iBiCiE(1 + 2 + 12) iB1T1T2接有泻放电阻的复合管：T1T2ICEO12 ICEO1R泻放电阻减小T1T2NPN + NPNNPNT1T2PNP + PNPPNPT1T2NPN + PNPNPNT1T2PNP + NPNPNP构成复合管的规则：b1 为 b，c1 或 e1 接 b2 ， c2、e2 为 c 或 e；2) 应保证发射结正偏，集电结反偏；3) 复合管类型与第一只管子相同。四、实用电路举例分析前置放大级的作用：放大输入电压到足够幅度；给功放级提供克服交越失真的静态电压UB1B2。四、实用电路举例分析NPNPNP泻放电阻

6、电流负反馈，改善高频能够放级性能静态时UK=0，可调节RP1实现。K点向前置级引电压并联负反馈，改善性能。例 7.3.1 不考虑前置级的影响，已知T2、T5的UCES = 3V，求负载最大功率、电压幅值、电流、电源功率、管耗、效率。解RL最大功率：电压幅值：电流有效值：电源功率：PV = 2VCCUom/RL=22219/3.14 8.5=31.3(W)管耗：=0.5(31.3 21.24) = 5.03 (W)效率：一、电路和工作原理7.3.2 甲乙类单电源对称功率放大电路 OTL电路(Output Transformerless )RLRcV4VEE+VCCV5T1T2CeReRb1Rb2

7、+uo+ui+CK电容 C 的作用：充当 VCC / 2 电源(2) 耦合交流信号当 ui = 0 时，当 ui 0 时, T2 导通，C 放电，T2 的等效电源电压 0.5VCC。当 ui 0 时, T1导通，C 充电，T1 的等效电源电压 + 0.5VCC。二、采用自举电路提高正半周输出电压幅度问题：T2、 T4导通时, 最大输出电压受到Rc1上压降的限制。解决：加自举电容，随信号增大同是提高有效电源电压。GR9C2自举电容电位最高提升到3VCC/2三、OCL和OTL的比较OCLOTL 电源双电源单电源信号交、直流交流频率响应好fL 取决于输出耦合电容 C电路结构较简单较复杂Pomax四、

8、电路的调试方法调试步骤：调 RP1使 UK = VCC / 2。调 RP2使消除交越失真。RP1、 RP2反复调节至满意。用固定电阻取代电位器。注意事项：不能使D1、D2支路断开。开机后，输出电容上电压不能马上建立，使负载有冲击电流。可在电源上加延时装置使电源缓慢上升。2. 单电源应用电路VCC/2输出电容退耦电容，消除电源的低频和高频干扰3. BTL应用电路BTL (Balanced Transformerless) 平衡式无输出变压器构成思路：互补对称功放电路互补对称功放电路uo1 uo2RL获得一个电路输出功率的四倍BTL功放电路用戴维南定理，将A2 的输入等效为内阻为RS的电压源uS ，一、为什么管耗受限？管耗： PC = UCE ICUCE主要降在反偏的集电结上，因集电结电阻大，发热引起温升，超过最高允许结温 TjM 时，管子损坏。二、加散热器能提高管耗加散热器能降低结温提高管耗。例如：3AD50 ，不加散热器，极限管耗 PCM =1 W加120 120 4mm3散热板，极限管耗 PCM =10 W三、散热器类型齿轮形指状形板条形四、管子在某一温度