电子技术及应用第7章.ppt

1、,第7章 功率放大器,功放特点、功放电路、集成功放。,本章主要内容：,返 回,前 进,7.1 功率放大器 7.1.1 功率放大器的特点与要求,1对功放的要求（功放的特点）,作用:功率（能量）并不能放大，功率放大器的工作过程，实质上是直流功率（能量）转换为交流功率的过程。,（1）电路输出功率尽可能大；,（2）放大器处于大信号工作状态 ；,（3）三极管要尽限使用 ；,（4）转换效率高 ；,（5）非线性失真要小 ；,（6）用图解法分析 ；,（7）要解决散热问题 。,2三极管几种工作状态,（1） 甲类工作状态 静态工作点位于放大区中央。,（2） 乙类工作状态 静态工作点位于截至区边缘。,（3） 甲乙类

2、工作状态 静态工作点位于放大区下端（靠近截至区）。,（4） 丙类工作状态 静态工作点位于截至区内 。,三极管的不同工作状态，决定了不同类型的功放。,3甲类功率放大器,三极管工作在甲类状态，但受输出限制，功率较小。,4乙类推挽功率放大器,两只三极管交替工作，输出功率较大。但变压器体积较大，不太实用。,7.1.2 互补对称功率放大器,1OTL互补对称功率放大器 (OTL-无输出变压器的功率电路),（1）乙类对称功放原理电路,（2）图解分析,T1放大正半周信号如左图所示（T2放大负半周信号与此类似）。,（3）参量计算,最大不失真交流功率Pom,Uom = VCC - UCES (UCES晶体管饱和压

3、降Uom最大输出电压(峰值),Iom Uom / R L (Iom最大输出电流(峰值),Pom = Uom Iom /2 (理解为P344图中的三角形面积=长X宽/2) =（VCC - UCES）2 /2 R L 忽略UCES ，则有PomVCC2R L /2,直流电源所提供功率PV,则 PV=VCC/2 IC1=VCC2/2RL = 4 Pom /,最大转换效率m,m = Pom / PV = 4 /78.5 %,最大管耗PTm,PTm1 = PTm2=0.2Pom,（4）交越失真,由于工作电太低，输出信号的交界处呈现交越失真，这是乙类功放所必然产生的。 解决办法：适当提高工作点，将电路变成

4、甲乙类功放。,（5）甲乙类OTL功放,与乙类对称功放分析类似，将乙类功放所有公式中的VCC替换成VCC /2即可。 静态时，前级电路应使基极电位为VCC/2，发射结电位为VCC/2 ，故电容上的电压也VCC/2。 工作时， T1和T2轮流导通，电路为射极跟随状态。,用一个大容量电容取代了变压器 电容（几千微法的电解电容器） 单电源电路。,与乙类对称功放分析类似，结果完全相同。,2OCL互补对称功率放大器 (OCL-无输出电容的功率放大电路),双电源电路。,静态时， T1和T2均截止， 输出电压为零。 工作时， T1和T2交替工作，正、负电源交替供电，输出与输入之间双向跟随。,7.1.3 集成功

5、率放大器,芯片如图所示。按管脚分布联接使用即可。,7.1.3 内部电路组成简介,图 7 1. 10 -DG4100单片集成功放内部电路。 组成:三级直接耦合电压放大电路+一级互补对称放大电路构成. 第一级直接耦合电压放大电路:T1+T2 第二级直接耦合电压放大电路:T4 第三级直接耦合电压放大电路:T7 互补对称放大电路:T12,T13(上复合管)+ T8,T14(下复合管) 特点:1.单电源供电 2. 输入及输出均通过耦合电容与信号源和负载相连. 3 是OTL互补对称功率放大电路。,DG4100集成功放的典型接线法,7.2 直流电源,整流、滤波、稳压。,本节主要内容：,返 回,前 进,概述,

6、1.功能: 将交流市电转变为直流电，供给整机使用. 2.构成: 一个完整的直流稳压电源应包括: 变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分。,直流稳压电源构成,电源变压器：降压 整流：将交流变为脉动直流的过程。 滤波：将脉动的直流电压变为较平滑的直流电压。 稳压:较平滑的直流电压变为平滑的直流电压,2.电源电路按稳压电路 分类(5种): (1).简单稳压二极管稳压电路； (2).简单三极管稳压电路； (3).集成三端稳压电路； (4).串联稳压电源; (5).开关型稳压电源.,7.2.1 整 流,将两个方向变化的交流信号变成一个方向上变化的脉动直流信号。利用二极管的单向导电性来实现。,1半波整

7、流,（1）电路,（2）工作情况,在输入信号U2正半周，D正偏导通，Uo=Ui ，在U2负半周，D反偏截止，Uo=0 。,2桥式全波整流,（1）电路,（2）工作情况,在U2正半周，D1、D3正偏导通，D2、D4反偏截至，Uo=U2 ；在U2负半周，D1、D3反偏截至，D2、D4正偏导通，Uo=-U2 。,（3）输出信号,（4）脉动系数,Uo=0.9U2 I o = Uo /RL,S=Uo1m/Uo=0.67,（5）整流管的选择,URM 1.414U2 IFM Io /2,7.2.2 滤 波,将脉动直流信号变为较为平滑的纹波直流信号，利用电容器的充放电性质来实现。,1几种滤波电路,2电容滤波,（1

8、）电路,（2）工作情况,电容C的充放电过程 。,如右图所示 。,（3）输出信号,（4）滤波电容的选取,Uo =1.0U2 （半波整流滤波） Uo =1.2U2 （全波整流滤波）,C（35）T/RL （半波整流滤波） C（35）T/2RL （全波整流滤波）,7.4.4 倍 压 整 流,倍压整流整流电路不仅可以整流，而且可以得到高出变压器次级电压若干倍的电压。这要靠整流管的单向导电性及点容器得充放电特性来达到。,1二倍压整流,在U2正半周，D1正偏导通，将电容C1充电至1.414 U2；在V2负半周，D2正偏导通，将电容C2充电至1.414U2。在整个过程中，电容放电很慢，使得输出电压Vo=21.

9、414U2 .,2多倍压整流,可得到不同倍数的输出电压。,7.3. 稳 压,作用: 利用稳压电路，将纹波信号变成稳定的直流信号。 分类(5种): 1.简单并联型硅稳压管稳压电路(电路简单,但功率小,电压不够稳定) 2.简单三极管稳压电路(电路简单,但功率小,电压比较稳定) 3.集成三端稳压电路(电路简单,但功率中,电压稳定) 4.串联稳压电路 (电路功率大,但功耗大,电压稳定稳定) 5.开关稳压电源 (电路复杂,但功率大,功耗小,电压稳定),1并联型硅稳压管稳压电路,（1）电路,（2）工作情况,UiUz（或其他原因）Uo（）Uz（）Iz（）I（=Iz+Io）（）IR（）Uo（=Vi-IR）（）

10、 从而Vo稳定 。,（3）输出电压,（4）限流电阻的选取,R (Uimax-Uz)/(Izmax+Iomin) R (Uimin-Uz)/(Izmin+Iomax),Vo=Vz,2简单三极管稳压电路,（1）电路,（2）工作原理 设:稳压管稳压为Uz Uo=Uz-Vbe (Vbe=0.60.7v),3串联型晶体管稳压电路,（1）电路及工作原理,由取样电路、基准电压、比较放大器、调整管四部分构成。,Uo()UF()Uid()UBE()IB()IC()UCE()UC()Uo(=U1-UCE)()Uo稳定,稳压原理 ：,（3）输出电压调节范围,4集成稳压电路,将调整管、比较放大器、基准电源和取样电路集中做在一小块硅片上形成的电路。如CW7800。,Uomax =（R1+R2+R3）Uz/ R3 Uomin =（R1+R2+R3）Uz/（R2+R3）,集成稳压器