項目9功放電路ppt課件

1、工程九 功率放大電路及運用 9.2集勝利放及其運用9.1功率放大電路 電壓放大電路均屬小信號放大電路，它們主要用于加強信號的電壓或電流的幅度。實踐上，很多電子設備的輸出要帶動一定的負載，如：驅動揚聲器，使之發(fā)出聲音；驅動電表，使其指針偏轉；控制電機任務等，這就要求放大電路要向負載提供足夠大的信號功率。 能輸出信號功率足夠大的電路就是功率放大電路，簡稱功放。9.1.1功率放大電路的義務及功放管的特點9.1 功率放大電路 電子設備中的放大器普通由前置放大器和功率放大器組成，如圖9.2所示。前置放大器的主要義務是不失真地提高輸入信號的電壓或電流的幅度，而功率放大器的義務是在信號失真允許的范圍內，盡能

2、夠輸出足夠大的信號功率，即不但要輸出大的信號電壓，還要輸出大的信號電流，以滿足負載正常任務的要求。1、功率放大電路的義務：圖9.2放大器組成方框圖 擔任功率放大的晶體管習慣上稱為功放管，普通由晶體三極管來擔任，近些年來，隨著場效應控制造工藝的提高，許多功放管曾經(jīng)被場效應管所取代，由于場效應管不需求太大的驅動功率。在電路中，功放管都任務在接近于管子參數(shù)的極限形狀，應選擇功放管時要留意不要超越管子的極限參數(shù)，并且要留有一定的余量，同時要思索在電路中采取必要的過流維護、過壓維護措施，還要處理好管子的散熱問題。在電路中，廣泛運用復合管作為功放管。1) 輸出功率盡能夠大2、功放電路的主要目的 功放電路根

3、據(jù)負載要求向負載提供的有用信號功率。普通對功率放大器都用最大輸出功率來衡量它的放大才干。最大輸出功率是指在輸入信號為正弦波時，電路的輸出波形不超越規(guī)定的非線性失真目的時，放大器的最大輸出電壓和最大輸出電流有效值的乘積。2) 效率要高POPE100%=交流輸出功率直流電源功率100%= 放大電路提供應負載的功率是由直流電源提供的。放大電路的效率定義為放大電路輸出給負載的交流功率與直流電源所提供的功率之比： 當直流電源所提供的功率一定時，為了向負載提供盡能夠大的信號功率，那么必需減少功率放大電路本身的損耗。3) 非線性失真要小 由于在功率放大電路中，三極管的任務點在大范圍內變動，輸出波形的非線性失

4、真比小信號放大電路要嚴重得多。在實踐的功率放大電路中，應根據(jù)負載的要求來規(guī)定允許的信號失真范圍。 功放電路中直流電源提供的功率除了供應負載外，其它部分主要被功放管所耗費，這部分功率稱為管耗：4管耗：3運用功放管需求留意的幾個問題 功放管的作用是把直流電源的能量按照輸入信號的變化規(guī)律傳送給負載。電路任務在大信號情況下，功放管的管耗較大，必需思索其散熱問題。又由于功放管處于大電流、高電壓形狀，故需思索其平安和維護問題。 功放管的集電極損耗導致管子發(fā)熱，結溫上升。當結溫超越允許值時硅管約150oC，鍺管約100 oC，晶體管將會損壞。為了使放大器能輸出大的功率且功放管又不致?lián)p壞，需給功放管安裝散熱片

5、，以分發(fā)集電極產生的熱量，必要時還需求采用風冷、水冷、油冷等方法來進展散熱。1功放管的散熱問題 為了確保功放管的平安運用，在設計電路時，應使管子任務于其伏安特性的平安區(qū)內，盡量減少電路產生過壓和過流的能夠性。其次要采取適當?shù)倪^壓維護和過流維護電路。為了防止感性負載使電路產生過壓或過流，可在感性負載的兩端并聯(lián)阻容網(wǎng)絡。2功放管的平安運用 功率放大電路按照功放管靜態(tài)任務點的不同，可分為甲類、乙類和甲乙類，在高頻功放中還有丙類和丁類之分。9.1.2功放電路的類型1. 按照功放管靜態(tài)任務點分類 甲類功放的三極管其靜態(tài)任務點在放大區(qū)的中間，所以在輸入信號的整個周期內，管子中都有電流流過。甲類放大電路的優(yōu)

6、點是失真小，缺陷是管耗大，效率低，它主要用于小功率放大電路中。電壓放大電路由于信號比較小，實踐上都任務在甲類放大形狀。 乙類功放的三極管其靜態(tài)任務點在放大區(qū)與截止區(qū)的交線上，在輸入信號的一個周期內，管子只在半個周期內有電流流過，顯然，乙類放大電路需求兩個管子分別對信號的正負半周進展放大，才干完成對信號的放大。 甲乙類功放的三極管其靜態(tài)任務點在接近截止線的放大區(qū)內，在信號的一個周期內，管子有半個多周期內有電流流過，顯然，甲乙類放大電路也需求兩個管子才干完成對信號的放大。三種功放的任務形狀tuCEiCiCIB=0Q002)乙類任務形狀3)甲乙類任務形狀1)甲類任務形狀tuCEiCiCQ00IB=0

7、tuCEiCiCQ00IB=0tiCO IcM2ICQtiCO IcM2ICQtiCO IcMICQ2乙類任務形狀( = )失真大，靜態(tài)電流為零 ，管耗小，效率高。甲乙類任務形狀 ( 0.2 PomU(BR)CEO 2VCCICM VCC / RLRLT1T2+VCC+ui+uoVCC2VCC - UCESUCES三 OCL電路的輸出功率與效率例 1： 知：VCC = 24 V，RL = 8 ，忽略 UCES 求 Pom 以及此時的 PDC、PT1， 并選管。解PDC =2V 2CC / RL= 45.9 (W)+ui+uoRLT1T2+VCCVCCUCE+-= 4.9 (W)U(BR)CEO

8、 48 VICM 24 / 8 = 3 (A)選功率管：PCM = 10 15 WU(BR)CEO = 60 100 VICM = 5 A例 2： 知：VCC = 12 V，RL = 8 ，UCES=2V。 1求 Pom 、以及此時的 PDC、PT1， 并選管 2計算=0.6時的Po解PDC=2VCC (VCC-UCES ) / RL= 9.55 (W)+ui+uoRLT1T2+VCCVCCUCE+-U(BR)CEO 24 VICM 12 / 8 = 1.5 (A)選功率管：PCM = 5 WU(BR)CEO = 30 VICM = 3A設置靜態(tài)偏置消除交越失真 偏置電路:二極管D1 、 D2

9、電阻R1 、 R2和電位器RP+ VccVEEuoT1T2RLB1B2uiR1RPD1D2R22UBE9.1.4 改良型OCL電路一 甲乙類互補對稱功率放大電路電路1：tiC0 ICQ1ICQ2當 ui = 0 時，T1、T2 微導通1當 ui 0 (由小到大到小變化時) T1 微導通 充分導通 微導通； T2 微導通 截止 微導通。2當 ui 0 (由大到小到大變化時) T2 微導通 充分導通 微導通； T1 微導通 截止 微導通。 一 甲乙類互補對稱功放+ VccVEEuoT2RLB1B2ui2UBET19.1.4 改良型OCL電路二 甲乙類互補對稱功率放大電路T5 給 T1、T2 提供靜

10、態(tài)電壓，同時對ui進展放大RL RT3T4V1T2+VCC+ui+uoVEET5電路2：帶推進級的互補對稱功放抑制交越失真的偏置電路T1T2T3R2R1UBE的倍增電路9.1.4 改良型OCL電路9.1.4 改良型OCL電路甲乙類互補對稱功率放大電路電路3： T4RL+VCC+uo T1T2T3VEE R*1 R2 R3 R4推進級UBE倍增電路功率和效率計算方法： 由于甲乙類互補對稱功率放大電路的靜態(tài)電流很小，其任務原理與分析方法與乙類功率放大電路近似一樣。 對于甲乙類互補對稱功率放大電路的輸出功率與效率計算，依然可以運用乙類功率放大電路的計算公式，這樣做計算過程簡單，誤差也不是很大。9.1

11、.4 改良型OCL電路二 甲乙類互補對稱功率放大電路三 準互補對稱放大電路1. 復合管(達林頓管)目的：實現(xiàn)管子參數(shù)的配對 ib1(1 + 1) ib1(1 + 1) ib1(1 + 2)= (1 + 1 + 2+ 12) ib1 1 2 rbe= rbe1+ (1 + 1) rbe22(1+1) ib11 ib1ibicie(1 + 2 + 12) ib1T1T2在串接點，必需保證兩管電流方向的一致和延續(xù)實踐電流方向不沖突2. 在并接點，必需保證兩管電 流同時流入接點或同時流出 接點。3. 必需保證復合管中每個管子 都任務在放大區(qū)4. 復合管的類型與第一只 管子一樣。復合管的構成規(guī)那么：三

12、準互補對稱放大電路并接點串接點T1T2NPN + NPNNPNT1T2PNP + PNPPNPT1T2NPN + PNPNPNT1T2PNP + NPNPNP一些常見的復合管準互補對稱放大電路NPN PNP四 輸出電流的維護R3和R4的作用：彌補準互補管的不對稱；輸出電流取樣D1和D2的作用：正常情況下截止；過流時導通限流；練習：9.2集勝利放及其運用 引言 9.2.2 DG810 集勝利放及其運用 9.2.3 TD2040 集勝利放及其運用 9.2.1 LM386 集勝利放及其運用組成：前置級、中間級、輸出級、偏置電路特點：輸出功率大、效率高有過流、過壓、過熱維護引言9.2.1 LM386

13、集勝利放及其運用1. 典型運用參數(shù)：直流電源：4 16 V額定功率：660 mW帶 寬：300 kHz輸入阻抗：50 k12348765引腳圖2. LM386 集勝利放內部電路1. 8 開路時， Au = 20(負反響最強)1. 8 交流短路 Au = 200(負反響最弱)電壓串聯(lián)負反響V1、V6 ：射級跟隨器,高 RiV3、V5：恒流源負載V2、V4：雙入單出差分電路V7 V12：功率放大電路V7 為驅動級(I0 為恒流源負載)V11、V12 用于消除交越失真V8、V10 構成 PNP 準互補對稱2. LM386 內部電路 LM3861234785RPC1C2C3C4C5C610 F36 k

14、10 F100 F220 F0.1 F8 10 .047 F+VCC6輸出電容(OTL)頻率補償，抵消電感高頻的不良影響防止自激等調理電壓放大倍數(shù)3. LM386典型運用電路 TDA2616/Q是PHILIPS公司消費的具有靜噪功能的12W雙聲道高保真功率放大器，主要用于對音頻信號的放大，多用在立體聲錄音機中。 TDA2616/Q采用9腳單列直插式封裝，各引腳功能見圖9.12a所示。其中2腳為靜音控制端，當該腳接低電平常，TDA2616/Q處于靜音形狀，輸出端停頓輸出；2腳接高電平常，TDA2616/Q處于任務形狀。9.2.2 TDA2616/Q中功率集勝利率放大電路 TDA2616/Q的最大

15、輸出功率為15W，失真度不大于0.2%。TDA2616/Q既可以運用單電源供電，也可采用雙電源供電，這是它的一個特點，非常分別運用。采用單電源供電時的運用電路如圖9.12b所示，這時電路構成了OTL電路；采用雙電源供電時的運用電路如圖9.12c所示，這時電路構成了OCL電路。當然兩種方式的電路其輸出功率是不同的。9.2.3 DG810 集勝利放 規(guī)范音頻功率放大功率大、噪聲小、頻帶寬、任務電源范圍寬、有維護電路輸出電容輸入偏置交流負反響自舉電容頻率補償，防自激等VCC = 15 V 時輸出功率 6 W+VCCuiC9R1R4C2DG81011294785C1C8C7C4C5C65 F100 k

16、.01 F100 F1000 pF0.1 F4 56 4 700 pF10100 F100 F100 R3R21000 F100 FC101 電源濾波9.2.4 TD2040 集勝利放及其運用 特點：輸出短路維護、自動限制功耗、有過熱關機維護參數(shù)：直流電源： 2.5 20 V開環(huán)增益：80 dB功率帶寬：100 kHz輸入阻抗：50 k輸出功率：22 W (RL = 4 )雙電源(OTL)運用電源濾波頻率補償防自激等輸出功率可大于 15 W交流電壓串聯(lián)負反響R1C2220 k680 22 FR3R2ui12435C1C7C3C4C5C61 F22 k220 F220 F0.1 F4 5+VCC

17、(16 V)20400.01 F0.1 F-VEE(-16 V)R4大電容濾除低頻成分小電容濾除高頻成分1. 功率管的任務類型類別特點Q 點波 形甲類無失真Q 較高ICQ 較大Q 較高甲乙類有失真效率高ICQ 小Q 較低乙類失真大效率最高ICQ = 0 Q 最低tiCO ICQiCO ICQttiCO ICQ小 結OCLOTL優(yōu)點缺點 主要公式構造簡單，效率高，頻率呼應好，易集成構造簡單，效率高，頻率呼應好，易集成，單電源雙電源，電源利用率不高輸出需大電容，電源利用率不高最大輸出功率直流電源耗費功率效率最大管耗2. OCL 和 OTL 功放電路的特性 功率放大器的義務是向負載提供符合要求的交流功率，因此主要思索的是失真度要小，輸出功率要大，三極管的損耗要小，效率要高。主要技術目的是輸出功率、管耗、效率、非線性失真等。 提高功率放大電路輸出功率的途徑是提高直流電源電壓，應選用耐壓高、允許