电子电路功率放大电路课件

第8章功率电路8.1功率放大电路8.2线性直流稳压电路8.3开关型直流稳压电路(参考资料）第8章功率电路8.1功率放大电路8.1功率放大电路

8.1功率放大电路一、

放大电路的功率和效率输出功率输出电压（有效值）效率直流电源输出功率一、放大电路的功率和效率输出功率输出电压（有效值）效率直流+VCCRBRLC1+ui+–1、射极输出器iCuCE0VCCVCC/RLQICQUCEQ+VCCRBRLC1+ui+–1、射极输出器iCuCE0VCiCuCE0VCCVCC/RLQICQUCEQ直流电源输出功率充分激励下(输入)电路输出不失真最大功率时,Q点的位置iCuCE0VCCVCC/RLQICQUCEQ直流电源输出功1）在电源电压一定的情况下，最大不失真输出电压最大，即输出功率尽可能大双电源供电时Uom的峰值接近电源电压。单电源供电Uom的峰值接近二分之一电源电压。2、对功率放大电路的要求2）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0。1）在电源电压一定的情况下，最大不失真输出电压最大，即输出功3、晶体管的三种工作状态甲类：管子一个周期内都导通甲乙类：有半个周期以上导通乙类：只有半个周期导通3、晶体管的三种工作状态甲类：

1）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3）甲乙类方式：晶体管在信号的多半个周期处于导通状态失真小，静态电流大，管耗大，效率低。失真大，静态电流为零，管耗小，效率高。消除交越失真。1）甲类方式：晶体管在信号的整个周期内均处于导通状态失真小4、功率放大电路研究的问题

1）性能指标：输出功率和效率。2）晶体管的选用：根据极限参数选择晶体管。功率管的选择3）失真和散热极限状态图解法4、功率放大电路研究的问题1）性能指标：输出功率和效率。2RLT1T2+VCC+ui+uoVCC二、乙类互补对称功率放大器OCL互补对称BERLT1T2+VCC++VCC二、乙类互补对称功率放大器ORLT1T2+VCC+ui+uoVCC动态分析：BEuo=ui

uo=ui两只管子交替工作，两路电源交替供电，双向跟随。ui>0时，T1导通T2截止ui<0时，T2导通T1截止RLT1T2+VCC++VCC动态分析：BEuo=ui电子电路功率放大电路课件RLT1T2+VCC+ui+uoVCCBERLT1T2+VCC++VCCBERLT1T2+VCC+ui+uoVCCBERLT1T2+VCC++VCCBERLT1T2+VCC+ui+uoVCCBE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。RLT1T2+VCC++VCCBE输出功率最大时，因管压降RLT1T2+VCCC+-+uO+uI三、单电源互补对称功率放大电路(OTL)单电源系统负载串接大容量电容C(几百~几千微法的电解电容器）RLT1T2+VCCC+-++三、单电源互补对称功率放大电路RLT1T2+VCCC+-+uO+uIEuCuIt保证输出端能够得到最大输出功率C隔直走流RLT1T2+VCCC+-++EuCuIt保证输出端能够得到RLT1T2+VCCC+-+uO+uIC隔直走流,

充当VCC/2电源单电源供电电路等效为VCC/2

和VCC/2

的双电源供电电路,应用OCL电路有关公式时，要用VCC/2取代VCCRLT1T2+VCCC+-++C隔直走流,充当VCC/uiuott交越失真信号在零附近两只管子均截止死区电压消除失真的方法：设置合适的静态工作点。QQ四、甲乙类互补对称功率放大器

uiuott交越失真信号在零附近两只管子均截止死区电压消除失RLR1D1D2T1T2+VCCui+VCCuOR2二极管微通甲乙类E要保证E点静态电位仍然为零过电流保护功率和效率计算公式仍然用乙类RLR1D1D2T1T2+VCCui+VCCuOR2二极管R1R2T1T2T3I2IBR1R2T1T2T3I2IB调整R1，R2，保证E点静态电压Vcc/2电压并联交直流负反馈稳定静态工作点，调整R1，R2，保证E点静态电压Vcc/2电压并联交直流负反自举自举五、

甲乙类准互补输出级OCL复合管大功率PNP与NPN管的配对困难，用复合管代替输出级的同型管，做成准推挽电路穿透电流泄放电阻五、甲乙类准互补输出级OCL复合管大功率PNP与NPN管的不同类型的管子复合后，其类型决定于第一级管不同类型的管子复合后，其类型决定于第一级管判断下列各图是否能组成复合管？组成原则：在合适的外加电压下，每只管子的电流都有合适的通路，才能组成复合管。复合管一般用途：增大β，减小前级驱动电流，改变管子的类型。判断下列各图是否能组成复合管？组成原则：在合适的外加电压下，六、集成功率放大电路LM386电压串联负反馈六、集成功率放大电路LM386电压串联负反馈OTL交流反馈OTL交流反馈8.2线性直流稳压电路8.2线性直流稳压电路滤波整流稳压变压交流电源负载OtuOtuOtuOtuOtu220V单向脉动电压降压减小脉动稳压一、直流电源的组成及各部分的作用

1)负载变化输出电压基本不变；2)电网电压变化输出电压基本不变。。滤波整流稳压变压交负OtuOtuOtuOtuOtu220V二、整流电路1、对整流电路要研究清楚以下问题：1）电路的工作原理：二极管工作状态、波形分析2）输出电压和输出电流的平均值：输出为脉动的直流电压3）整流二极管的选择：二极管承受的最大整流平均电流和最高反向工作电压二、整流电路1、对整流电路要研究清楚以下问题：2、单相桥式整流电路1）工作原理u2的正半周:

A→D1→RL→D3→B，uO=u2u2的负半周:

B→D2→RL→D4→A，uO=-u22、单相桥式整流电路1）工作原理u2的正半周:A→D1→R2)UO（AV）和IL（AV）的估算已知变压器副边电压有效值为U22)UO（AV）和IL（AV）的估算已知变压器副边电压有3)二极管的选择额定电压：最大峰值电压额定电流：最大平均电流3)二极管的选择额定电压：最大峰值电压额定电流：最大平均电流~~整流桥集成的桥式整流电路称为整流堆。~~整流桥集成的桥式整流电路称为整流堆。

+

uoioRLD1D4D3D2+uC三、滤波电路1、电容滤波电路1)工作原理+ioRLD1D4D3D2+C三、滤波电路1、电容充电按指数规律下降C越大，RL越大,τ放电将越大，曲线越平滑，脉动越小。RL=充电按指数规律下降C越大，RL越大,τ放电将越大，曲线越平2)二极管的导通角导通角θ小到一定程度，难于选择二极管！2)二极管的导通角导通角θ小到一定程度，难于选择二极管！简单易行，UO（AV）高，C足够大时交流分量较小；不适于大电流负载。3）电容的选择及UO（AV）的估算4）优缺点简单易行，UO（AV）高，C足够大时交流分量较小；不适于大2、电感滤波电路当回路电流减小时，感生电动势的方向阻止电流的减小，从而增大二极管的导通角。对谐波分量:

f

越高，XL越大,电压大部分降在电感上。因此，在输出端得到比较平滑的直流电压。对直流分量:

XL=0相当于短路,电压大部分降在RL上适于大电流负载！2、电感滤波电路当回路电流减小时，感生电动势的方向阻止电流的3、复式滤波电路电感应与负载串联，电容应与负载并联。3、复式滤波电路电感应与负载串联，电容应与负载并联。[例]

单相桥式电容滤波整流，交流电源频率f=50Hz，负载电阻RL=40，要求直流输出电压UO=20V，选择整流二极管及滤波电容。[解]1.选二极管电流平均值：承受最高反压：[例]单相桥式电容滤波整流，交流电源频率f=50H选二极管应满足：IF(23)

ID可选：2CZ55C(IF=1A，URM=100V)或

1A、100V

整流桥2.选滤波电容可选：

1000F，耐压50V的电解电容。选二极管应满足：IF(23)ID可选：2CZ四、稳压电路在分析电源电路时要特别考虑的两个问题：允许电网电压波动±10％，且负载有一定的变化范围。电源保证：1)负载变化输出电压基本不变；2)电网电压变化输出电压基本不变。四、稳压电路在分析电源电路时要特别考虑的两个问题：允许电网电1、稳压电路的性能指标1）输出电压2）输出电流3）稳压系数4）输出电阻5）纹波电压1、稳压电路的性能指标1）输出电压2、稳压管稳压电路简单易行，稳压性能好。适用于输出电压固定、输出电流变化范围较小的场合。2、稳压管稳压电路简单易行，稳压性能好。适用于输出电压固定、1）限流电阻的计算电网电压最低且负载电流最大时，稳压管的电流最小。电网电压最高且负载电流最小时，稳压管的电流最大。1）限流电阻的计算电网电压最低且负载电流最大时，稳压管的电流2）稳压管稳压电路的设计已知输出电压为6V，负载电流为0～30mA。试求图示电路的参数。（1）稳压管的选择（2）UI的选择2）稳压管稳压电路的设计已知输出电压为6V，负载电流为0～3稳压系数:输出电阻:为减小Sr,取值矛盾!稳压系数:输出电阻:为减小Sr,取值矛盾!3、串联型稳压电路1）原理如何提高输出电流加晶体管放大3、串联型稳压电路1）原理如何提高输出电流加晶体管放大UO变化，都将通过UCE的调节使UO稳定，故称晶体管为调整管。稳压原理：电路引入电压负反馈，稳定输出电压。UO变化，都将通过UCE的调节使UO稳定，故称晶体管为调整管2）串联型稳压电路同相比例运算电路输出电压的调节范围:2）串联型稳压电路同相比例输出电压的调节范围:调整管基准电压采样电路比较放大3）串联型稳压电路组成调整管基准电压采样电路比较放大3）串联型稳压电路组成4）调整管的选择根据极限参数ICM、U(BR)CEO、PCM选择调整管！IEmax＝IR1＋ILmax≈ILmax<ICMUCEmax＝UImax－UOmin<U(BR)CEO

PTmax＝IEmaxUCEmax<PCM4）调整管的选择根据极限参数ICM、U(BR)CEO、PC1)若电网电压波动±10％，UO为10V～20V，UCES＝3V，UI至少选取多少伏？2)若电网电压波动±10％，UI为28V，

UO为10V～20V；晶体管的电流放大系数为50，PCM＝5W，ICM＝1A；集成运放最大输出电流为10mA，则最大负载电流约为多少？举例：1)若电网电压波动±10％，UO为10V～20V，UCES将串联稳压电源和保护电路集成在一起就是集成稳压器。现在的集成稳压器只有三个：输入端、输出端和公共端，称为三端集成稳压器。集成稳压器符号外形图照片五、三端固定集成稳压器

将串联稳压电源和保护电路集成在一起就是集成稳压器。现在的集成CW7800系列(正电源)CW7900系列(负电源)5V/6V/9V/12V/15V/18V/24V78、79系列的型号命名:输出电流输出电压78L××/79L××—

输出电流100mA78M××/9M××—

输出电流500mA78××/79××—

输出电流1.5ACW7800系列(正电源)CW7900系列(负电源)5W7800系列稳压器外形1—

输入端3—公共端2

—输出端78xxW7900系列稳压器外形1—公共端3—输入端2—输出端79xxW7800系列稳压器外形1—输入端3—公共端2—输基本应用电路Uo=12VW7812123C2++UiC1C30.33F0.1F100FRL注意：输入电压Ui一般应比输出电压端Uo高3V以上。C1、C2的作用：防止自激振荡，减小高频噪声、改善负载的瞬态响应。基本应用电路Uo=12VW7812123C2++UiC1~24V~24V~220VW7815W79151323211000F220F0.33F0.33F0.1F+15V15V++++1