第8章 功率放大電路

1、功率放大器功率放大器第第8章章 功率放大器功率放大器8.1 功率放大器的特點和分類功率放大器的特點和分類8.2 乙類互補對稱功率放大電路乙類互補對稱功率放大電路8.3 單電源互補對稱功率放大電路單電源互補對稱功率放大電路8.4 復(fù)合互補對稱功率放大電路復(fù)合互補對稱功率放大電路8.5 集成功率放大器介紹集成功率放大器介紹功率放大器功率放大器8.1 功率放大器的特點和分類功率放大器的特點和分類 1電路特點電路特點 功率放大器作為放大電路的輸出級, 具有以下幾個特點: (1) 由于功率放大器的主要任務(wù)是向負(fù)載提供一定的功率, 因而輸出電壓和電流的幅度足夠大; (2) 由于輸出信號幅度較大, 使三極管

2、工作在飽和區(qū)與截止區(qū)的邊沿, 因此輸出信號存在一定程度的失真; (3) 功率放大器在輸出功率的同時, 三極管消耗的能量亦較大, 因此, 不可忽視管耗問題。 功率放大器功率放大器 2. 電路要求電路要求 根據(jù)功率放大器在電路中的作用及特點, 首先要求它輸出功率大、 非線性失真小、 效率高。 其次, 由于三極管工作在大信號狀態(tài), 要求它的極限參數(shù)ICM、 PCM、 U（BR）CEO等應(yīng)滿足電路正常工作并留有一定余量, 同時還要考慮三極管有良好的散熱功能, 以降低結(jié)溫, 確保三極管安全工作。 3 功率放大器的分類功率放大器的分類 根據(jù)放大器中三極管靜態(tài)工作點設(shè)置的不同, 可分成甲類、 乙類和甲乙類三

3、種, 如圖8.1所示。 功率放大器功率放大器iCQuCE(a)iCQOuCEiB0iCQOuCEiB0(b)(c) 圖 .1功率放大器工作狀態(tài)的分類（a） 甲類; （b） 乙類; （c） 甲乙類 功率放大器功率放大器 甲類放大器的工作點設(shè)置在放大區(qū)的中間, 這種電路的優(yōu)點是在輸入信號的整個周期內(nèi)三極管都處于導(dǎo)通狀態(tài), 輸出信號失真較?。ㄇ懊嬗懻摰碾妷悍糯笃鞫脊ぷ髟谶@種狀態(tài)）, 缺點是三極管有較大的靜態(tài)電流ICQ , 這時管耗PC大, 電路能量轉(zhuǎn)換效率低。 乙類放大器的工作點設(shè)置在截止區(qū), 這時, 由于三極管的靜態(tài)電流ICQ =0, 所以能量轉(zhuǎn)換效率高, 它的缺點是只能對半個周期的輸入信號進(jìn)行放

4、大, 非線性失真大。 甲乙類放大電路的工作點設(shè)在放大區(qū)但接近截止區(qū), 即三極管處于微導(dǎo)通狀態(tài), 這樣可以有效克服乙類放大電路的失真問題, 且能量轉(zhuǎn)換效率也較高, 目前使用較廣泛。 功率放大器功率放大器8.2 乙類互補對稱功率大電路乙類互補對稱功率大電路 （OCL電路）電路） 1. 電路組成及工作原理電路組成及工作原理 圖8.2是雙電源乙類互補功率放大電路。 這類電路又稱無輸出電容的功率放大電路, 簡稱OCL電路。V1為NPN型管,V2為PNP型管,兩管參數(shù)對稱。電路工作原理如下所述。 功率放大器功率放大器ui2tuo02t UCCV1V2uiib2ib1ie1ie2 UCCuoRL 圖.2雙電

5、源乙類互補對稱功率放大器 功率放大器功率放大器 1） 靜態(tài)分析 當(dāng)輸入信號ui=0時, 兩三極管都工作在截止區(qū), 此時IBQ、 ICQ、 IEQ均為零, 負(fù)載上無電流通過, 輸出電壓uo=0。 2） 動態(tài)分析 （1） 當(dāng)輸入信號為正半周時, ui0, 三極管V1導(dǎo)通, V2截止, V1管的射極電流ie1經(jīng)CC自上而下流過負(fù)載, 在RL上形成正半周輸出電壓, uo0。 （2） 當(dāng)輸入信號為負(fù)半周時, ui0, 三極管V2導(dǎo)通, V1截止, V2管的射極電流ie2經(jīng)CC自下而上流過負(fù)載, 在RL上形成負(fù)半周輸出電壓, uo0.5 M靜態(tài)電流 60 mA（測試條件: UCC =18 V）電壓增益 3

6、0 dB頻響B(tài)W 0140 kHz在電源為15 V、 RL=4 時, 輸出功率為14 W。 外引腳的排列如圖8.11所示。 功率放大器功率放大器 2 TDA2030A 集成功放的典型應(yīng)用集成功放的典型應(yīng)用 1） 雙電源（OCL）應(yīng)用電路 圖 8.12 電路是雙電源時TDA2030A的典型應(yīng)用電路。 輸入信號ui由同相端輸入, R1、 R2、 C2構(gòu)成交流電壓串聯(lián)負(fù)反饋, 因此, 閉環(huán)電壓放大倍數(shù)為 33121RRAuf為了保持兩輸入端直流電阻平衡, 使輸入級偏置電流相等, 選擇R3=R1。 V1、 V2起保護(hù)作用, 用來泄放RL產(chǎn)生的感生電壓, 將輸出端的最大電壓鉗位在（UCC+0.7 V）和

7、功率放大器功率放大器TDA2030AR322 kC1ui22 F15C3100 pF UCCV1IN4001432R122 kR2680 C222 FC4100 pF UCCV2IN4001RL8 uo圖 8.12 由TDA2030A構(gòu)成的OCL電路 功率放大器功率放大器 （-UCC -0.7 V）上。C3、C4為去耦電容, 用于減少電源內(nèi)阻對交流信號的影響。 C1、 C2為耦合電容。 2） 單電源（OTL）應(yīng)用電路 對僅有一組電源的中、 小型錄音機的音響系統(tǒng), 可采用單電源連接方式, 如圖8.13所示。 由于采用單電源供電, 故同相輸入端用阻值相同的R1、 R2組成分壓電路, 使K點電位為UCC/2,經(jīng)R3加至同相輸入端。 在靜態(tài)時, 同相輸入端、 反向輸入端和輸出端皆為UCC/2。 其它元件作用與雙電源電路相同。 功率放大器功率放大器TDA2030AR3C3ui22 F15C2 U