教學第10章功率放大電路課件

功率放大電路第10章10.1功率放大電路的特殊問題及其分類10.2互補對稱功率放大電路10.3集成功率放大器功率放大電路第10章10.1功率放大電路的特殊問題及其分類10.1功率放大電路的特殊問題及其分類10.1.1功率放大電路的特殊問題10.1.2功率放大電路的分類10.1功率放大電路的特殊問題及其分類10.1.1功率放1、安全的提供盡可能大的輸出功率10.1.1功率放大電路的特殊問題(Po)M表示最大輸出功率，(Uom)M表示最大輸出電壓的幅值，(Iom)M表示最大輸出電流的幅值。1、安全的提供盡可能大的輸出功率10.1.1功率放大電路的2、提供盡可能高的功率轉換效率3、允許一定非線性失真4、分析方法采用圖解法5、功率管的散熱和保護問題6、負載匹配問題2、提供盡可能高的功率轉換效率3、允許一定非線性失真4、分析1．按放大信號頻率分類分為低頻功率放大電路和高頻功率放大電路2．按晶體管導通時間分類10.1.2功率放大電路的分類1．按放大信號頻率分類分為低頻功率放大電路和高頻功率放大電路甲類(=2)tiCO

Icm2ICQtiCO

Icm2ICQ乙類(=)tiCO

IcmICQ2甲乙類(

<<2)動畫演示甲類(=2)tiCOIcm2ICQtiCQuCE

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。QuCEiCOtiCOQQ乙類工作狀態(tài)失真大，靜態(tài)電流3．按構成放大電路的器件分類分立元件功率放大電路和集成功率放大電路

4．按電路形式分類變壓器耦合的功率放大電路無輸出變壓器的功率放大電路后者又有OTL、OCL、OCL三種形式。3．按構成放大電路的器件分類分立元件功率放大電路和集成功率放10.2.1互補對稱功率放大電路的引出1.共射放大電路構成的甲類放大電路(a)共射放大電路(b)輸出功率與效率的圖解分析10.2互補對稱功率放大電路10.2.1互補對稱功率放大電路的引出1.共射放大（1）直流電源提供的直流功率

，即圖（b）中矩形ABCO的面積。

（2）集電極電阻RC的功率損耗，即矩形QBCD的面積

（3）電路可能的最大交流輸出功率（4）甲類功放的最大效率（1）直流電源提供的直流功率，即圖（b）中矩形ABCO的面2.單管變壓器耦合功率放大電路(a)電路(b)圖解分析2.單管變壓器耦合功率放大電路(a)電路（1）直流電源提供的直流功率（2）最大輸出功率從變壓器原邊向負載方向看的交流等效電阻為（3）功放的最大效率（1）直流電源提供的直流功率（2）最大輸出功率從變壓器原3．互補對稱功率放大電路的引出(a)電路(b)圖解分析3．互補對稱功率放大電路的引出(a)電路輸出電壓只有半個周期有輸出波形，造成了輸出波形嚴重截止失真。為了補上被截掉的半個周期的輸出波形，可用PNP管組成極性相反的射極跟隨器對負半周信號進行放大。這樣，兩個極性相反的射極跟隨器互補組合就構成互補對稱功率放大電路。10.2.2乙類互補對稱功率放大電路1．變壓器耦合乙類互補對稱功率放大電路功率放大電路采用變壓器耦合方式由于變壓器體積龐大，比較笨重，消耗有色金屬，而且在低頻和高頻部分產生移相，使放大電路在引入負反饋時容易產生自激振蕩，所以現在常用無輸出變壓器的功率放大電路。輸出電壓只有半個周期有輸出波形，造成了輸出波形第10章功率放大電路課件2.OCL乙類互補對稱功率放大電路（1）工作原理RLV1V2+VCC+ui+uoVEEui>0V1導通V2截止iC1io=iE1=iC1,uO=iC1RLui<0V2導通V1截止iC1io=iE2=iC2,uO=iC2RLui=0V1、V2截止2.OCL乙類互補對稱功率放大電路（1）工作原理RLV1（2）參數計算OCL乙類雙電源互補對稱電路圖解分析①最大輸出功率

（2）參數計算OCL乙類雙電源互補對稱電路圖解分析①最大②管耗②管耗③直流電源提供的直流功率③直流電源提供的直流功率④效率④效率（3）功率管的選擇（3）功率管的選擇3.OTL乙類互補對稱功率放大電路OTL乙類互補對稱功率放大電路3.OTL乙類互補對稱功率放大電路OTL乙類互補對稱功率放大（1）工作原理由于VT2、VT3對稱，所以靜態(tài)時電容CL的電壓也就被充電為VCC/2，動態(tài)時，由于CL容量很大，在一個信號周期內，只要選擇時間常數RLCL比正弦輸入信號的最長周期大得多，CL上的電壓基本不變，可視為一恒定的值VCC/2。因而CL在這里代替了另一個電源。這樣少用一個電源，可使電路更簡潔輕便，還可降低成本，此外CL還有隔直作用。該電路的原理同雙電源時的情況相似。輸入信號ui經VT1放大后，輸出uC1信號。當uC1為正半周時，VT2管導通，VT3管截止，VCC經VT2管給電容C充電，形成電流iC2，即負載RL中的電流。當uC1為負半周時，VT3管導通，VT2管截止，電容C通過VT3放電，形成電流iC3，波形如圖10-8中所示。由此可見，VT2和VT3輪流工作，使負載獲得完整的正弦波信號。（1）工作原理由于VT2、VT3對稱，所以靜態(tài)（2）參數計算①最大輸出功率②管耗

③直流電源提供的功率④效率（2）參數計算①最大輸出功率②管耗③直流電源提供的功率（3）功率管的選擇（3）功率管的選擇10.2.3甲乙類互補對稱功率放大電路1.甲乙類雙電源互補對稱功率放大電路給V1、V2提供靜態(tài)電壓tiC0ICQ1ICQ2克服交越失真思路：電路：10.2.3甲乙類互補對稱功率放大電路1.甲乙類雙電源互當ui=0時，V1、V2微導通。當ui>

0V1

微導通充分導通微導通；V2微導通截止微導通。當ui<

0V2

微導通充分導通微導通；

V1微導通截止微導通。當ui=0時，V1、V2微導通。當ui>0V利用UBE擴大電路進行偏置的互補對稱電路利用UBE擴大電路進行偏置的互補對稱電路10.3

集成功率放大器10.3.2其它集成功放10.3.1LM386集成功放及其應用10.3集成功率放大器10.3.2其它集成功放10.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、過熱保護引言組成：前置級、中間級、輸出級、偏置電路特點：輸出功率大、效率10.3.1

LM386集成功放及其應用1.典型應用參數：直流電源：412V額定功率：660mW帶寬：300kHz輸入阻抗：50k12348765引腳圖10.3.1LM386集成功放及其應用1.典型應用參數

LM3861234785RPC1C2C3C4C5C610F36k10F100F220F0.1F810.047F+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節(jié)電壓放大倍數LM小結1.功率放大電路的主要任務是在非線性失真允許的范圍內，高效地獲得盡可能大的輸出功率。其主要功能是向負載提供交流功率，帶動一定裝置執(zhí)行動作。2.功率放大電路的特點是信號的電流和電壓動態(tài)范圍大，工作時易接近功率管的極限參數和特性曲線的非線性區(qū)。所以功率放大電路的性能指標是最大不失真輸出功率、效率和非線性失真等。3.甲類功率放大電路的特點是失真小，但因為效率低，靜態(tài)功耗高，所以采用乙類互補對稱功率放大電路，其理想情況下效率最高，但存在交越失真，且對稱管不太容易匹配。小結1.功率放大電路的主要任務是在非線性失真允許的4.在互補對稱電路中，有雙電源電路（OCL）和單電源電路（OTL，BTL），其中OCL電路效率雖然高，但是管耗太高，而OTL電路雖然克服了OCL電路中管耗太高的缺點，但是輸出功率太低，而BTL電路能在單電源的情況下輸出與OCL電路一樣大的輸出功率。5.為了消除交越失真，采用甲乙類互補對稱功率放大電路也可以獲得接近乙類功率放大電路的效率。6.為了解決中大功率管互補配對問題，利用互補復合管獲得大電流增益和較為對稱的輸出特性，保證功放輸出級在同一信號下兩個輸出管交替工作，便形成準互補功率放大電路。4.在互補對稱電路中，有雙電源電路（OCL）和單電源電路（7.實際功率放大電路主要由輸入級、中間級、輸出級組成，此外，還有偏置電路負反饋自舉等措施。由于集成功率放大器具有體積小、重量輕、安裝調試簡單、使用方便的特點，所以在電子設備、家用電器、微機接口、測量儀表、控制電路中得到了廣泛應用。8.功率放大電路中功率管的散熱與保護是一個很重要的問題，關系到它是否能輸出足夠大的功率以及是否能安全工作。7.實際功率放大電路主要由輸入級、中間級、輸出級組成，此外功率放大電路第10章10.1功率放大電路的特殊問題及其分類10.2互補對稱功率放大電路10.3集成功率放大器功率放大電路第10章10.1功率放大電路的特殊問題及其分類10.1功率放大電路的特殊問題及其分類10.1.1功率放大電路的特殊問題10.1.2功率放大電路的分類10.1功率放大電路的特殊問題及其分類10.1.1功率放1、安全的提供盡可能大的輸出功率10.1.1功率放大電路的特殊問題(Po)M表示最大輸出功率，(Uom)M表示最大輸出電壓的幅值，(Iom)M表示最大輸出電流的幅值。1、安全的提供盡可能大的輸出功率10.1.1功率放大電路的2、提供盡可能高的功率轉換效率3、允許一定非線性失真4、分析方法采用圖解法5、功率管的散熱和保護問題6、負載匹配問題2、提供盡可能高的功率轉換效率3、允許一定非線性失真4、分析1．按放大信號頻率分類分為低頻功率放大電路和高頻功率放大電路2．按晶體管導通時間分類10.1.2功率放大電路的分類1．按放大信號頻率分類分為低頻功率放大電路和高頻功率放大電路甲類(=2)tiCO

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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。QuCEiCOtiCOQQ乙類工作狀態(tài)失真大，靜態(tài)電流3．按構成放大電路的器件分類分立元件功率放大電路和集成功率放大電路

4．按電路形式分類變壓器耦合的功率放大電路無輸出變壓器的功率放大電路后者又有OTL、OCL、OCL三種形式。3．按構成放大電路的器件分類分立元件功率放大電路和集成功率放10.2.1互補對稱功率放大電路的引出1.共射放大電路構成的甲類放大電路(a)共射放大電路(b)輸出功率與效率的圖解分析10.2互補對稱功率放大電路10.2.1互補對稱功率放大電路的引出1.共射放大（1）直流電源提供的直流功率

，即圖（b）中矩形ABCO的面積。

（2）集電極電阻RC的功率損耗，即矩形QBCD的面積

（3）電路可能的最大交流輸出功率（4）甲類功放的最大效率（1）直流電源提供的直流功率，即圖（b）中矩形ABCO的面2.單管變壓器耦合功率放大電路(a)電路(b)圖解分析2.單管變壓器耦合功率放大電路(a)電路（1）直流電源提供的直流功率（2）最大輸出功率從變壓器原邊向負載方向看的交流等效電阻為（3）功放的最大效率（1）直流電源提供的直流功率（2）最大輸出功率從變壓器原3．互補對稱功率放大電路的引出(a)電路(b)圖解分析3．互補對稱功率放大電路的引出(a)電路輸出電壓只有半個周期有輸出波形，造成了輸出波形嚴重截止失真。為了補上被截掉的半個周期的輸出波形，可用PNP管組成極性相反的射極跟隨器對負半周信號進行放大。這樣，兩個極性相反的射極跟隨器互補組合就構成互補對稱功率放大電路。10.2.2乙類互補對稱功率放大電路1．變壓器耦合乙類互補對稱功率放大電路功率放大電路采用變壓器耦合方式由于變壓器體積龐大，比較笨重，消耗有色金屬，而且在低頻和高頻部分產生移相，使放大電路在引入負反饋時容易產生自激振蕩，所以現在常用無輸出變壓器的功率放大電路。輸出電壓只有半個周期有輸出波形，造成了輸出波形第10章功率放大電路課件2.OCL乙類互補對稱功率放大電路（1）工作原理RLV1V2+VCC+ui+uoVEEui>0V1導通V2截止iC1io=iE1=iC1,uO=iC1RLui<0V2導通V1截止iC1io=iE2=iC2,uO=iC2RLui=0V1、V2截止2.OCL乙類互補對稱功率放大電路（1）工作原理RLV1（2）參數計算OCL乙類雙電源互補對稱電路圖解分析①最大輸出功率

（2）參數計算OCL乙類雙電源互補對稱電路圖解分析①最大②管耗②管耗③直流電源提供的直流功率③直流電源提供的直流功率④效率④效率（3）功率管的選擇（3）功率管的選擇3.OTL乙類互補對稱功率放大電路OTL乙類互補對稱功率放大電路3.OTL乙類互補對稱功率放大電路OTL乙類互補對稱功率放大（1）工作原理由于VT2、VT3對稱，所以靜態(tài)時電容CL的電壓也就被充電為VCC/2，動態(tài)時，由于CL容量很大，在一個信號周期內，只要選擇時間常數RLCL比正弦輸入信號的最長周期大得多，CL上的電壓基本不變，可視為一恒定的值VCC/2。因而CL在這里代替了另一個電源。這樣少用一個電源，可使電路更簡潔輕便，還可降低成本，此外CL還有隔直作用。該電路的原理同雙電源時的情況相似。輸入信號ui經VT1放大后，輸出uC1信號。當uC1為正半周時，VT2管導通，VT3管截止，VCC經VT2管給電容C充電，形成電流iC2，即負載RL中的電流。當uC1為負半周時，VT3管導通，VT2管截止，電容C通過VT3放電，形成電流iC3，波形如圖10-8中所示。由此可見，VT2和VT3輪流工作，使負載獲得完整的正弦波信號。（1）工作原理由于VT2、VT3對稱，所以靜態(tài)（2）參數計算①最大輸出功率②管耗

③直流電源提供的功率④效率（2）參數計算①最大輸出功率②管耗③直流電源提供的功率（3）功率管的選擇（3）功率管的選擇10.2.3甲乙類互補對稱功率放大電路1.甲乙類雙電源互補對稱功率放大電路給V1、V2提供靜態(tài)電壓tiC0ICQ1ICQ2克服交越失真思路：電路：10.2.3甲乙類互補對稱功率放大電路1.甲乙類雙電源互當ui=0時，V1、V2微導通。當ui>

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集成功率放大器10.3.2其它集成功放10.3.1LM386集成功放及其應用10.3集成功率放大器10.3.2其它集成功放10.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、過熱保護引言組成：前置級、中間級、輸出級、偏置電路特點：輸出功率大、效率10.3.1

LM386集成功放及其應用1.典型應用參數：直流電源：412V額定功率：660mW帶寬：300kHz輸入阻抗：50k12348765引腳圖10.3.1LM386集成功放及其應用1.典型應用參數

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