功率放大電路課件

1、功率放大電路第 7 章7.1 功率放大電路的特殊問題7.1 功率放大電路的特殊問題一、功率放大的任務(wù)輸出足夠大的功率去驅(qū)動負(fù)載（揚(yáng)聲器、伺服電機(jī)等）。二、功率放大的特殊問題1. 輸出電壓、電流幅度大，三極管盡限工作。2. 管子接近飽和或截止，輸出有一定非線性失真。3. 需加散熱器，以提高管子承受較大管耗。4. 效率 = Pomax / PDC 要高。性能分析以功率、管耗、效率為主。三、共發(fā)射極放大電路的效率問題+VCCRLC1+RBuce = uouCE iCO tiCO QIcmUcem設(shè)“Q”設(shè)置在交流負(fù)載線中點VCCIC四、放大電路的工作狀態(tài)甲類( = 2 )tiCO Icm2 ICti

2、CO Icm2 IC乙類( = )tiCO Icm IC2甲乙類( 2 )QuCE iCO tiCO QQ乙類工作狀態(tài)失真大，靜態(tài)電流為零 ，管耗小，效率高。甲乙類工作狀態(tài)失真大， 靜態(tài)電流小 ，管耗小，效率較高。甲類工作狀態(tài)失真小，靜態(tài)電流大，管耗大，效率低。類型與效率二、圖解分析最大輸出電壓幅值：Uom(max)= VCCUCE(sat) VCC7.2.2 乙類雙電源對稱功放電路功率參數(shù)分析計算RLT1T2+VCC+ui+uoVEE一、輸出功率 Po最大輸出功率：二、直流電源供給功率 PVPV = ICAVVCC= 2VCCUom/RL7.3.1 實用的甲乙類雙電源互補(bǔ)對稱功 率放大電路7

3、.3.2 甲乙類單電源對稱功率放大電路7.3 甲乙類互補(bǔ)對稱功率放大電路7.3.1 實用的甲乙類雙電源互補(bǔ)對稱功放電路 一、交越失真的問題RLT1T2+VCC+ui+uoVEE1. 問題：當(dāng)輸入電壓小于閾值電壓Uon時，三極管截止，引起 交越失真。交越失真輸入信號幅度越小越明顯tiCO IC1 IC22. 克服交越失真的思路：交越失真T1、T2有一段共同導(dǎo)通的時間，流過負(fù)載的電流不失真。二、減少交越失真的措施1. 利用二極管和電位器產(chǎn)生偏置電壓：RLR1D1D2T1T2+VCC+ui+uoVEET3R2+UB1B2UB1B2 給 T1、T2 提供靜態(tài)電壓。當(dāng) ui = 0 時，T1、T2 微導(dǎo)

4、通； IB1= IB2， IE1= IE2， IL= 0IB1IB2IE1IE2當(dāng) ui 0 ( 至 )，T2 微導(dǎo)通 充分導(dǎo)通 微導(dǎo)通；T1 微導(dǎo)通 截止 微導(dǎo)通。 2. 克服交越失真的其它電路T1T2T3T4T1T2RtB1B2實際電路T4RL+VCC+uoT1T2T3VEER*1R2R3R4T1T2T3R2R1RL+VCC+uoT1T2T3T4T5VEE+uiR三、用復(fù)合管組成互補(bǔ)對稱功率放大電路 復(fù)合管(達(dá)林頓管)的目的：實現(xiàn)管子參數(shù)的配對iB1(1 + 1) iB1(1 + 1) (1 + 2) B1= (1 + 1 + 2+ 12) iB1 1 2 rbe= rbe1+ (1 +

5、1) rbe22(1+1) iB11 iB1iBiCiE(1 + 2 + 12) iB1T1T2接有瀉放電阻的復(fù)合管：T1T2ICEO12 ICEO1R瀉放電阻減小T1T2NPN + NPNNPNT1T2PNP + PNPPNPT1T2NPN + PNPNPNT1T2PNP + NPNPNP構(gòu)成復(fù)合管的規(guī)則：b1 為 b，c1 或 e1 接 b2 ， c2、e2 為 c 或 e；2) 應(yīng)保證發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏；3) 復(fù)合管類型與第一只管子相同。四、實用電路舉例分析前置放大級的作用：放大輸入電壓到足夠幅度；給功放級提供克服交越失真的靜態(tài)電壓UB1B2。四、實用電路舉例分析NPNPNP瀉放電阻

6、電流負(fù)反饋，改善高頻能夠放級性能靜態(tài)時UK=0，可調(diào)節(jié)RP1實現(xiàn)。K點向前置級引電壓并聯(lián)負(fù)反饋，改善性能。例 7.3.1 不考慮前置級的影響，已知T2、T5的UCES = 3V，求負(fù)載最大功率、電壓幅值、電流、電源功率、管耗、效率。解RL最大功率：電壓幅值：電流有效值：電源功率：PV = 2VCCUom/RL=22219/3.14 8.5=31.3(W)管耗：=0.5(31.3 21.24) = 5.03 (W)效率：一、電路和工作原理7.3.2 甲乙類單電源對稱功率放大電路 OTL電路(Output Transformerless )RLRcV4VEE+VCCV5T1T2CeReRb1Rb2

7、+uo+ui+CK電容 C 的作用：充當(dāng) VCC / 2 電源(2) 耦合交流信號當(dāng) ui = 0 時，當(dāng) ui 0 時, T2 導(dǎo)通，C 放電，T2 的等效電源電壓 0.5VCC。當(dāng) ui 0 時, T1導(dǎo)通，C 充電，T1 的等效電源電壓 + 0.5VCC。二、采用自舉電路提高正半周輸出電壓幅度問題：T2、 T4導(dǎo)通時, 最大輸出電壓受到Rc1上壓降的限制。解決：加自舉電容，隨信號增大同是提高有效電源電壓。GR9C2自舉電容電位最高提升到3VCC/2三、OCL和OTL的比較OCLOTL 電源雙電源單電源信號交、直流交流頻率響應(yīng)好fL 取決于輸出耦合電容 C電路結(jié)構(gòu)較簡單較復(fù)雜Pomax四、

8、電路的調(diào)試方法調(diào)試步驟：調(diào) RP1使 UK = VCC / 2。調(diào) RP2使消除交越失真。RP1、 RP2反復(fù)調(diào)節(jié)至滿意。用固定電阻取代電位器。注意事項：不能使D1、D2支路斷開。開機(jī)后，輸出電容上電壓不能馬上建立，使負(fù)載有沖擊電流?？稍陔娫瓷霞友訒r裝置使電源緩慢上升。2. 單電源應(yīng)用電路VCC/2輸出電容退耦電容，消除電源的低頻和高頻干擾3. BTL應(yīng)用電路BTL (Balanced Transformerless) 平衡式無輸出變壓器構(gòu)成思路：互補(bǔ)對稱功放電路互補(bǔ)對稱功放電路uo1 uo2RL獲得一個電路輸出功率的四倍BTL功放電路用戴維南定理，將A2 的輸入等效為內(nèi)阻為RS的電壓源uS ，一、為什么管耗受限？管耗： PC = UCE ICUCE主要降在反偏的集電結(jié)上，因集電結(jié)電阻大，發(fā)熱引起溫升，超過最高允許結(jié)溫 TjM 時，管子損壞。二、加散熱器能提高管耗加散熱器能降低結(jié)溫提高管耗。例如：3AD50 ，不加散熱器，極限管耗 PCM =1 W加120 120 4mm3散熱板，極限管耗 PCM =10 W三、散熱器類型齒輪形指狀形板條形四、管子在某一溫度