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1、,例： 扩音系统,功率放大器的作用： 用作放大电路的输出级，以驱动执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、 仪表指针偏转等。,概述,功率放大电路的特点（1）,功率放大电路的作用：,用于多级放大电路的输出级，提供一定的功率以驱动负载工作。,功率放大电路的特点：,1、尽可能大的输出功率,2、尽可能高的功率转换,转换效率,PO指负载获得功率,PV指电源提供的直流功率,3、允许一定的非线性失真,功率放大电路的特点（2）,功率放大电路的工作状态,根据放大管Q点的不同位置，可分为三种工作状态,1、甲类工作状态,2、乙类工作状态,3、甲乙类工作状态,max=50%,max=78%,不失真,失真,分析功放电路应
2、注意的问题,功放电路中电流、电压要求都比较大，必须注意电路参数不能超过晶体管的极限值: ICM 、UCEM 、 PCM 。,(2) 电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真。,(3) 电源提供的能量尽可能转换给负载，减少 晶体管及线路上的损失。即注意提高电路的效率（）。,Pom : 负载上得到的交流信号功率。 PV ： 电源提供的直流功率。,射极输出器效率低的原因 ：,一般射随静态工作点（Q）设置在靠近负载线的中部，信号波形正负半周均不失真 。电路中存在的静态电流（ICQ），在晶体管和射极电阻中造成较大静态损耗，致使效率降低。设Q点正好在负载线中点，若忽略晶体管的饱和压降，则有：UCEQ =
3、 0.5UCC ； ICQ =0.5UCC /RC。,如何解决效率低的问题？,办法：降低Q点,但又会引起截止失真,既降低Q点又不会引起截止失真的办法： 采用推挽输出电路，或互补对称射极输出器,OTL: Output TransformerLess,OCL: Output CapacitorLess,互补对称功放的类型：,乙类互补功放电路(OCL),1、电路结构,结构特点：,T1与T2参数对称,2、工作原理,静态时，ui=0,因T1、T2无直流偏置，即IB=0，,所以T1、T2均工作于乙类状态，uo=0,动态时，ui为正弦信号,在ui的正半周，T1导通、T2截止,在ui的负半周，T1截止、T2导
4、通,乙类互补功放电路（2）,3、输出功率PO,Uomax=UCC-UCES,Iomax=（UCC-UCES）/RL,乙类互补功放电路（3）,最大输出功率计算,忽略管子的饱和压降UCES，有Uomax=UCC，所以,结论：当输出电压达到最大时，输出功率也达到最大,输出电压如何能达到最大？,乙类互补功放电路（4）,4、转换效率,由于两个电源交替输出相等功率，所以,设iC=Iomsint，有,转换效率为,结论：当输出电压达到最大时，转换效率也达到最大,乙类互补功放电路（5）,5、最大管耗PTm,由功率守恒，有电路中管耗,功放电路的损耗主要消耗在三极管上，故称为管耗,注意：最大管耗并不出现在输出电压达
5、到最大时,结论：每管的最大管耗=0.2Pom,功率管选取原则：,管子的极限参数：,例 乙类互补对称电路，已知电源电压为24V，负载电阻为8，试求（1)输入信号Ui=12V时，电路的输出功率、管耗、直流电源供给的功率及转换效率；（2）输入信号增大至使管子在基本不失真情况下输出最大功率时，互补对称电路的输出功率、管耗、直流电源供给的功率及转换效率；（3）晶体管的极限参数。,解： （1）在Ui=12V时的幅值为Uim=1.414Ui=17V 考虑到互补对称电路是射极输出器，其电压放大倍数接近于1，因此输出电压近似等于输入电压且同相，即Uom=17V 输出功率,管耗：,直流电源的功率,转换效率为,（2
6、）在最大输出功率时，最大输出电压Uom=UOMax=24V,此时要求输入信号的幅值也是24V，即Uim=Uom 最大输出功率,电源提供的功率,管耗,注意：此时两管功耗并不是最大功耗,效率,（3）晶体管极限参数的选取： 管子的最大允许耗散功率 集-射极反向击穿电压 集电极最大允许电流,乙类互补功放电路（6）,6、乙类功放电路中的交越失真,交越失真,T1、T2存在死区电压,1.克服交越失真的措施：,静态时: T1、T2两管发射结电位分别为二极管D1、 D2的正向导通压降，致使两管均处于微弱导通状态；,动态时：设 ui 加入正弦信号。正半周 T2 截止，T1 基极电位进一步提高，进入良好的导通状态；
7、负半周T1截止，T2 基极电位进一步降低，进入良好的导通状态。,电路中增加 R1、D1、D2、R2支路,波形关系：,特点：存在较小的静态电流 ICQ 、IBQ ，基本不失真。,甲乙类,为更换好地和T1、T2两发射结电位配合，克服交越失真电路中的D1、D2两二极管可以用UBE电压倍增电路替代。,2. UBE电压倍增电路,合理选择R1、R2大小，B1、 B2间便可得到 UBE 任意倍数的 电压。,图中B1、B2分别接T1、 T2的基极。假设I IB，则,3. 电路中增加复合管,增加复合管的目的：扩大电流的驱动能力。, 1 2,晶体管的类型由复合管中的第一支管子决定。,复合NPN型,复合PNP型,改
8、进后的OCL准互补输出功放电路：,T1：电压推动级,T2、R1、R2：UBE倍增电路,T3、T4、T5、T6：复合管构成的输出级,准互补,输出级中的T4、T6均为NPN型晶体管，两者特性容易对称。,乙类互补功放电路（7）,7、准互补对称功放电路,结构特点：,用复合管实现互补作用,end,集成运放内部的功率放大器,实际功放电路,这里介绍一个实用的OCL准互补功放电路。其中主要环节有 ：,(1) 恒流源式差动放大输入级（T1、T2、T3）； (2) 偏置电路（R1、D1、D2）； (3) 恒流源负载（T5）； (4) OCL准互补功放输出级（T7、T8、T9、 T10）； (5) 负反馈电路（Rf
9、、C1、Rb2构成交流电压串联负反馈）； (6) 共射放大级（T4）； (7) 校正环节（C5、R4）； (8) UBE倍增电路（T6、R2、R3）； (9) 调整输出级工作点元件（Re7、Rc8、Re9、Re10）。,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：,RC低通,单电源互补对称电路（OTL电路）,1）电路特点： 由单电源供电，输出端通过耦合电容CL与负载相连,2）工作原理： 静态时，两管对称；穿透电流ICEO1=ICEO2，所以VA=0.5UCC，即电容两端电压为0.5UCC 有信号时，在ui的
10、正半周T1导通，T2截止。电源Ucc向CL充电并在RL两端输出正半周波形； 在ui的负半周T1截止， T2导通。 CL向T2放电提供电源并在RL两端输出负半周波形。因此T1和T2管的电源电压都是0.5Ucc.,无输出变压器的互补对称功放电路OTL,一、特点,1. 单电源供电；,2. 输出加有大电容。,二、静态分析,则 T1、T2 特性对称，,令：,三、动态分析,若输出电容足够大，其上电压基本保持不变，则负载上得到的交流信号正负半周对称，但存在交越失真。,（UC相当于电源）,时，T1导通、T2截止；,设输入端在0.5USC直流电平基础上加入正弦信号,四、输出功率及效率,若忽略交越失真的影响，且
11、ui 幅度足够大。则：,实用OTL互补输出功放电路,调节R,使静态UA=0.5USC,D1 、 D2使b1和b2之间的电位差等于2个二极管正向压降，克服交越失真,Re1 、 Re2：电阻值12，射极负反馈电阻，也起限流保护作用,集成功率放大器,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：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,
