第九章功率放大电路1.ppt

1、9.1 概述,功率放大电路是一种以输出较大功率为主要目的的放大电路。主要指标： 输出功率； 效率； 非线性失真。 电压放大器一般工作在甲类，三极管 360导电，其输出功率由功率三角形确 定。甲类放大的效率不高，理论上不超过 25%。,9.2 乙类互补功率放大电路,9.2.1 三极管的工作状态 9.2.2 乙类互补功率放大电路 的工作原理,9.2.1 三极管的工作状态 三极管根据导通时间可分为如下四个状态 甲类-三极管360导电； 甲乙类-三极管180360导电 乙类-三极管180导电 丙类-三极管180导电,甲乙类180360导电,甲类360导电,9.2.2 乙类互补功率放大电路的工作原理,（

2、1）电路组成 乙类互补功率放大电路如图17.02所示。它由 一对NPN、PNP特性相同的互补三极管组成。这 种电路也称为OCL互补功率放大电路。,图17.02 乙类互补功率放大电路及波形,（2）工作原理,当输入信号处于正半周时，且 幅度远大于三极管的开启电压，此 时NPN型三极管导电，有电流通过 负载RL，按图中方向由上到下，与 假设正方向相同。,当输入信号为负半周时，且幅度远大于三极管的开启电压，此时PNP型三极管导电，有电流通过负 载RL，按图中方向由下到上，与假设正方向相反。于是两个三极管一个正半周，一个负半周轮流导电，在负载上将正半周和负半周合成在一起，得到一个完整的不失真波形。,动画

3、17-1互补功率放大图解,严格说，输入信号很小时，达不到三极管的开启电压，三极管不导电。因此在正、负半周交替过零处会出现一些非线性失真，这个失真称为交越失真。如图17.03所示。,图17.03 交越失真,动画17-2交越失真及克服,为解决交越失真，可给三极管稍稍加一点偏置，使之工作在甲乙类。此时的互补功率放大电路如图17.04所示。,(a)利用二极管提供偏置电压 (b)利用三极管恒压源提供偏置,（3）参数计算 1最大不失真输出功率Pomax 设互补功率放大电路为乙类工作状态，输入为正弦波。忽略三极管的饱和压降，负载上的最大不失真功率为,直流电源提供的功率为半个正弦波的平均功率，信号越大，电流越

4、大，电源功率也越大。直流电源功率PV的表达式推导如下,2电源功率PV,即PV Vom 。当Vom趋近VCC时，显然PV 近似与电源电压的平方成比例。,3三极管的管耗PT 电源输入的直流功率，有一部分通过三极 管转换为输出功率，剩余的部分则消耗在三极 管上，形成三极管的管耗。显然,将PT画成曲线， 如图17.05所示。,图17.05 乙类互补功放电路的管耗,对一只三极管,4效率,当Vom = VCC 时效率最大，=/4 =78.5。,9.3其它类型互补功率放大电路,除了双电源的标准互补功率放大电路外， 还有一些其它类型的互补功率放大电路。 9.3.1 单电源互补功率放大电路 9.3.2 采用复合

5、管的互补功率放大电路,9.3.1 单电源互补功率放大电路,当电路对称时，输出端的静态电位等于VCC /2。 为了使负载上仅获得交流 信号，用一个电容器串联 在负载与输出端之间。这 种功率放大电路也称为 OTL互补功率放大电路。 电容器的容量由放大电路 的下限频率确定，即,图17.07单电源OTL 互补功率放大电路,动画17-4完整OTL,9.3.2 采用复合管的互补功率放大电路,复合管有四种形式：,复合管 的极性由前 面的一个三 极管决定。,图17.08 四种类型的复合管,1) 指出图中放大电路部分； 2) 说明电路中是否引入了级间反馈； 3) 说明D1D3和RW的作用； 4) 负载电阻上可能

6、获得的最大输出功率和效率； 5) 说明如何估算在输出最大功率时输入电压的有效值； 6) 说明哪些元件构成过流保护电路及其原理。,例题,读图：第二代集成运放F007（见P225）,*9.3.3 集成功率放大器,集成功率放大器广泛用于音响、电视和小电机的驱动方面。集成功放是在集成运算放大器的电压互补输出级后，加入互补功率输出级而构成的。大多数集成功率放大器实际上也就是一个具有直接耦合特点的运算放大器。它的使用方法原则上与集成运算放大器相同。,特点：工作可靠、使用方便。只需在器件外部适当连线，即可向负载提供一定的功率。,集成功放LM384：,生产厂家：美国半导体器件公司,电路形式：OTL,输出功率：

7、8负载上可得到5W功率,电源电压：最大为28V,集成功放 LM384管脚说明:,集成功放 LM384 外部电路典型接法：,调节音量,电源滤波电容,外接旁路电容,低通滤波,去除高频噪声,输入信号,输出耦合大电容,集成功放使用时不能超过规定的极限参 数，极限参数主要有功耗和最大允许电源电 压。集成功放要加有足够大的散热器，保证 在额定功耗下温度不超过允许值。集成功放 一般允许加上较高的工作电压，但许多集成 功放可以在低电压下工作，适用于无交流供 电的场合，此时集成功放电源电流较大，非 线性失真也较大。,*9.3.4 BTL互补功率放大电路,BTL互补功率放大电路方框图如图17.09所 示。它是由两

8、路功率放大电路和反相比例电路 组合而成，负载接在两输出端之间。两路功率 放大电路的输入信号是反相的，所以负载一端 的电位升高时，另一端则降低，因此负载上获 得的信号电压 要增加一倍。 BTL放大电路 输出功率较大， 负载可以不接 地。,图17.09 BTL互补功放电路方框图,BTL电路工作原理,输入电压的正半周： VCC T1 RL T4地,输入电压的负半周： VCC T2 RL T3地,OTL电路：单电源供电，效率较高， 低频特性差。 OCL电路：双电源供电，效率较高，低频特性好。 BTL电路：单电源供电，效率较低，低频特性好。,例题：图示各电路属于哪种功放？,差动放大级,反馈级,偏置电路,共射放大级,UBE 倍增 电路,恒流源 负载,准互补功放级,保险管,负载,实用的OCL准互补功放电路：p478,RC低通,精品课件！,精品课件！,双通道功率放大电路是用于立体声音响设备的功率放大电路，一