《童诗白56学时第9章功率放大电路2010.12.23章节》由会员分享，可在线阅读，更多相关《童诗白56学时第9章功率放大电路2010.12.23章节（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、9.1 概述,9.2 互补功率放大电路,第9章功率放大电路,1.掌握功率放大电路的有关概念； 2.理解各种功率放大电路的工作原理及优缺点； 3.熟练掌握估算功率放大电路的输出功率及效率，如何选择功放管； 4.学会读懂实用功放电路。,教学目的,学习指导,前面已经介绍了一些电子电路，经过这些电路处理后的信号，往往要送到负载，去驱动一定的装置。例如，这些装置有收音机中扬声器的音圈、电动机控制绕组、计算机监视器或电视机的扫描偏转线圈等。这时我们要考虑的不仅仅是输出电压或电流的大小，而且要有一定的功率输出。这类主要用于向负载提供功率的放大电路常称为功率放大电路。 本章以分析功率放大电路的输出功率、效率和
2、非线性失真之间的矛盾为主线，逐步提出解决矛盾的措施。,主要内容： 1功率放大电路的输出功率、效率和非线性失真之间的关系。 2乙类、甲乙类功率放大电路的组成、工作原理、各项指标的计算及BJT的选择。 学习目标： 1熟练掌握如何解决输出功率、效率和非线性失真三者之间的矛盾； 2要熟练掌握乙类互补对称功率放大电路的组成、分析计算和功率BJT的选择； 3正确理解甲乙类互补对称功放电路的工作原理及计算； 4了解各种功率器件及散热问题； 5了解集成功率放大器的使用。,学习方法： 本章是围绕输出功率、效率和非线性失真三者之间的矛盾展开讨论的，所以： 1必须先弄清为什么要把功率放大电路的静态工作点下移，使放大
3、器由甲类变为乙类，又由乙类变为甲乙类的原因。 2由于乙类、甲乙类放大器的输出具有明显的失真，学生要熟练掌握乙类互补对称功率放大电路是怎样解决非线性失真的，即互补对称电路组成原理。 3抓住输出的最大幅值，以乙类互补对称功放为例，掌握功率放大器的分析计算和功率BJT的选择。 4了解交越失真产生的原因，正确理解甲乙类互补对称功放电路的工作原理及计算。,共射放大器 共集放大器 共基放大器 有电压放大 无电压放大 有电压放大 有电流放大 有电流放大 无电流放大,无论是功率放大电路、电压放大电路，还是电流放大电路，在负载上都同时存在输出电压、电流和功率，上述称呼上的区别只不过是它们各自强调的输出量不同而已
4、。,概 述,例1： 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。,例2：温度控制,R1-R3:标准电阻,Ua : 基准电压,Rt :热敏电阻,A：电压放大器,Rt,T,UO,室温T,Ub,UO1,uo,电压放大器与功率放大器的区别： 1. 任务不同： 电压放大不失真地提高输入信号的幅度，以驱动后面的功率放大级，通常工作在小信号状态。 功率放大信号不失真或轻度失真的条件下提高输出功率，通常工作在大信号状态。 2. 分析方法： 电压放大采用小信号模型分析法和图解法 功率放大图解法,一、功率放大电路研究的问题 1. 性能指标：输出
5、功率和效率。 若已知Uom，则可得Pom。,最大输出功率与电源损耗的平均功率之比为效率。 2. 分析方法：因大信号作用，故应采用图解法。 3. 晶体管的选用：根据极限参数选择晶体管。 最大集电极电流， 反向击穿电压， 集电极最大耗散功率.,9.1 概述,（1）甲类方式：晶体管在信号的整个周期内均处于导通状态 （2）乙类方式：晶体管仅在信号的半个周期处于导通状态 （3）甲乙类方式：晶体管在信号的多半个周期处于导通状态,（1）在电源电压一定的情况下，最大不失真输出电压最大，即输出功率尽可能大。 （2）效率尽可能高，因而电路损耗的直流功率尽可能小，静态时功放管的集电极电流近似为0。,3、晶体管的工作
6、方式,2. 对功率放大电路的要求,三极管根据正弦信号整个周期内的导通情况，可分为以下几个工作状态：,乙类：导通角等于180,甲类：一个周期内均导通,甲乙类：导通角大于180,丙类：导通角小于180,# 用哪种组态的电路作功率放大电路最合适？,动画一,（1）变压器耦合功率放大电路 单管甲类电路,适合做功放吗？,4. 功率放大电路的种类,输出功率和功率三角形,要想PO大，就要使功率三角形的面积大，即必须使Vom 和Iom 都要大,功率三角形,放大电路向电阻性负载提供的输出功率,在输出特性曲线上，正好是三角形ABQ的面积，这一三角形称为功率三角形。,信号的正半周T1导通、T2截止；负半周T2导通、T
7、1截止。 两只管子交替工作，称为“ 推挽 ”。设 为常量，则负载上可获得正弦波。输入信号越大，电源提供的功率也越大。,变压器耦合乙类推挽电路,（2）无输出变压器的功率放大电路OTL电路,输入电压的正半周： VCCT1CRL地 C 充电。,输入电压的负半周： C 的 “”T2地RL C “ ” C 放电。,C 足够大，才能认为其对交流信号相当于短路。 OTL电路低频特性差。,因变压器耦合功放笨重、自身损耗大，故选用OTL电路。,（3）输出无电容的功率放大电路 OCL电路,输入电压的正半周： VCCT1RL地,输入电压的负半周： 地RL T2 VCC,两只管子交替导通，两路电源交替供电，双向跟随。
8、,静态时，UEQ UBQ0。,（乙类双电源互补对称功率放大电路）,分析计算,（1）最大不失真输出功率Pomax,实际输出功率Po,分析计算,单个管子在半个周期内的管耗,管耗PT,两管管耗,最大管耗与最大输出功率的关系,选管依据之一,分析计算,（3）电源供给的功率PV,当,（4）效率,当,消除失真的方法： 设置合适的静态工作点。,信号在零附近两只管子均截止,开启电压,交越失真,消除交越失真的互补输出级-双电源甲乙类互补对称功率放大电路,变压器耦合乙类推挽：单电源供电，笨重，效率低，低频特性差。 OTL电路：单电源供电，低频特性差。 OCL电路：双电源供电，效率高，低频特性好。 BTL电路：单电源
9、供电，低频特性好；双端输入双端输出。,几种电路的比较,求解输出功率和效率的方法:,然后求出电源的平均功率，,效率,1. 输出功率,在已知RL的情况下，先求出Uom，则,二、互补输出级的分析估算,2. 效率,PT对UOM求导，并令其为0，可得,在输出功率最大时，因管压降最小，故管子损耗不大；输出功率最小时，因集电极电流最小，故管子损耗也不大。,管子功耗与输出电压峰值的关系为,3. 晶体管的极限参数,因此，选择晶体管时，其极限参数,将UOM代入PT的表达式，可得,小 结,1、功率放大电路是在大信号下工作，通常采用图解法进行分析。研究的重点是如何在允许的失真情况下，尽可能提高输出功率和效率。 2、与
10、甲类功率放大电路相比，乙类互补对称功放的主要优点是效率高，在理想情况下，其最大效率约为78.5%。为保证BJT安全工作，双电源互补对称电路工作在乙类时，器件的极限参数必须满足：PCMPT10.2 Pom，|V(BR)CEO|2VCC，ICMVCC/RL。,3、由于BJT输入特性存在死区，工作在乙类的互补对称电路将出现交越失真。常利用二极管或VBE扩大电路进行偏置的甲乙类互补对称电路克服失真 。 4、在单电源互补对称电路中，计算输出功率、效率、管耗和电源供给的功率，可借用双电源互补对称电路的计算公式，但要用VCC/2代替原公式中的VCC。,小 结,重点：、概念；分类、非线性失真、交越失真 、甲乙
11、类互补对称功率放大电路的分析计 算（单电源、双电源） 、判断管子安全与否，或选择管子，根据三个参 数标准。,功率放大电路思考题,1. 功率放大电路的主要特点和要解决的主要问题是什么？,2. 哪种组态的放大电路作为功率放大电路较合适？为什么？,3. 提高功率放大电路效率的思路是什么？,4. 单从效率的角度来考虑，哪种工作方式的功放效率最高？,5. 乙类工作方式存在的突出矛盾是什么？,6. 互补对称功放电路是如何解决效率与失真这对矛盾的？,9. 乙类互补对称功放的效率在理想情况下可达到多少？,13. 功率器件在实际使用中应注意哪些问题？,10. 单电源互补对称功放是如何工作的？,11. 单电源互补对称功放中的自举电路是用来解决什么问题的？其原理是什么？,12. 单电源互补对称功放的输出功率、管耗、电源供给的功率和效率的计算与双电源的计算有何不同？,7. 什么是交越失真？其产生的原因是什么？如何克服？,8. 乙类互补对称功放的分析计算：Po 、Pomax 、PT1 、PT2 、PE 、 、PT1max 及其与Pomax的关系。,
