功率放大电路

1、第9章功率放大电路，9.1类功率放大电路概述9.2互补对称功率放大器9.3集成功率放大器，9.1低频功率放大电路概述，9.1.1分类行尾，图91类a，b类，a类功率放大电路的操作状态图，根据晶体管传导时间，a类，b类，a类，a类因此，实际的多电平放大器电路需要输出特定信号功率的输出水平，这些输出水平主要用于为负载供电的放大器电路称为功率放大器电路。a类功率放大器电路的特点是在输入信号的整个周期内传导晶体管。b类功率放大器电路的特点是，在输入信号的整个周期内，晶体管仅在半周期内传导；a类功率放大电路的特点是，在输入信号的整个周期内，晶体管传导时间大于半周，小于整个周。在小信号放大电路(例如，公地

2、放大电路)中，a类操作状态，因为在输入信号的整个周期中，晶体管总是在线性放大区域工作。本章将介绍的OCL、OTL功率放大器在b类或a类状态下工作。根据放大信号的频率分为低频放大器和高频放大器。前者用于放大音频范围(从数十赫兹到数十千赫兹)的信号，后者用于放大无线电频率范围(从数百千赫兹到数十兆赫兹)的信号。本课程仅介绍低频放大器。9.1.2功率放大器电路的特性和主要规格，1 .如果输入信号是频率的正弦信号，则输出功率表达式I、o、Uo是正弦信号相对于负载RL的电流、电压的有效值。以振幅值表示，(9-1)，(9-2)，最大输出功率POM是正弦输入信号中的输出波形不超过规定的非线性失真指数时放大电

3、路的最大输出电压和最大输出电流有效值的乘积。2 .效率高，放大器电路输出到负载的功率由直流电源提供。输出功率大时，效率问题尤为突出。功率放大电路效率不高不仅会造成能源浪费，而且电路内部消耗的电力会转换成热量，管子、零件等温度升高，可能会损坏。为定量反映放大电路的效率水平而定义的放大电路的效率是、式、Po是信号输出功率，PE是直流电源提供给电路的功率。效率反映功率放大器将功率功率功率转换为输出信号功率(即，有用功率)的能力，表示功率功率的转化率。(9-3)，3。非线性失真必须尽可能小，因为在功率放大器电路中，晶体管处于大信号工作状态，输出波形必然会产生一定的非线性失真。在实际功率放大器电路中，必

4、须根据负载要求指定容差范围。4、分析和估计图形方式功率放大器中的晶体管在大信号状态下工作，因此分析电路时不能使用微等效电路分析方法，可以用图形方式粗略估计输出功率和效率指标。5，在功率放大器的晶体管保护和冷却问题功率放大电路中，为了最大限度地提高输出功率，晶体管倾向于晶体管集电极电流达到最大集电极电流(ICM)，管压降达到最大UCEO(管C-E间可承受的最大管压降)，耗散功率接近最大时间的管集电极最大耗散功率(PCM)因此，选择放大器管道时，要特别注意选择极限参数，以确保管道的安全使用。选择晶体管后，必须合理地选择晶体管的电源电压和工作点，还可以对晶体管加热，以确保晶体管的安全。功率放大器电路

5、的主要技术指标是最大输出功率和转换效率。，2 .改善装置的热条件，一般功率晶体管外壳小，热效率低，允许的耗散功率低。通过添加散热器及时散热设备，可以提高输出功率。例如，低频大功率管3AD6在没有散热片的情况下，允许的最大耗电量Pcm只有1W，如果加入120mm120 mm4 mm散热片，则Pcm可能达到10 W。在实际功率放大器电路中，为了提高输出信号功率，放大器管通常添加了散热器。如果提高9.1.3输出功率的方法，提高电源电压的方法，提高9.1.4效率的方法，提高效率对电力放大电路来说很重要的话，如何最大限度地提高效率呢？为了确保放大电路中的输出信号不失真，应尽可能低地选择放大电路的工作点，

6、以减少静态工作点电流，减少静态功率损耗。损耗小，电路的效率自然提高。因此，放大电路的效率与静态工作点的位置有着密切的关系。b型和b型放大电路的静态工作点较低，因此效率较高，理想情况下最高可达78.5%，但收集器电流波形随着静态工作点的减少，导致了更严重的截止失真，显然不允许这种输出波形。通过采取适当的电路结构，使电路保持管耗的优点，不产生大失真，可以解决效率提高和非线性失真之间的矛盾。9.2互补对称功率放大器，9.2.1双电源互补对称电路(OCL电路)，图92双电源互补对称电路，1，电路配置和工作原理，两个管的阈值电压均为0。如果输入信号ui=0，则输出ICQ=0，因为两个管都已关闭，所以输出

7、uo=0。在输入端加上1正弦信号后，V1传导，V2因ui0而终止，ic1通过负载电阻RL流动。Ui0导致V1在负伴奏期间关闭，V2导向是电流的ic2通过负载电阻RL，但方向与正伴奏相反。V1，V2管交替工作，通过RL的电流是完全正弦波信号。在该电路中，两个管传导特性互补，电路对称，因此该电路称为互补对称功率放大器电路。一窝，二窝。指标计算，图93双功率互补对称电路的图形分析，(1)输出功率Po:考虑饱和压降Uces时输出的最大电压大小通常小于电源电压UCC值，因此电源使用系数，(9-6)，(9-4)为此，必须先获取电源PE。u，由于图95集电极电流IC波形，直流电源UCC考虑为2组正、负直流电

8、源，因此，当=1时，效率为最高。即，图96 PE与的关系曲线，(3)集电极功率损失Pc:图9-7 问题，(1)交叉扭曲。图98表示互补对称功率放大器电路的交叉失真，图99是克服交叉失真的一些电路。图9-12(a)是使用电阻R1上的V3管的静态电流IC3Q的压降来提供V1、V2管所需的偏置。即，图9-12(b)是使用二极管的正向压力提供V1、V2所需的偏置。图9-12(c)使用UBE multipathing电路提供V1、V2管所需的偏置，其关系构成了互补对称电路，如图910复合管的多种连接方法，图914复合管的图9-18集成op放大器为前级OCL电路，9.3集成功率放大器，9.3.1内部电路配置简介，图9-19的虚线框内DG4100系列集成功率放大器内部电路。由三级直接耦合放大器电路和一级互补对称放大器电路组成，由单个电源组成，输入和输出均通过耦合电容与信号源和负载连接，OTL互补对称功率放大器电路。图9-19 DG4100集成放大器和外部组件的完整电路图。反馈直接从输出传递到输入，放大器的开环增益高(三电平电压放大)，整个放大电路是深度负反馈放大器，因此放大器的闭环电压增益约为1/F。也就是说，在信号ui输入半周时，V2输出也在半周、两阶段中间放大后，V7