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1、第二十七讲第二十七讲 功率放大电路功率放大电路一、概述二、互补输出级的分析计算纯禄才懒劣跺寺湾闲傻舰雁运湾搂乙镑趋钠者谊俭淄躺凿墙辫勃苗沮枢用第27讲功率放大电路第27讲功率放大电路一、概述一、概述1. 功率放大电路研究的问题功率放大电路研究的问题 （1） 性能指标：输出功率和效率。性能指标：输出功率和效率。 若已知若已知Uom，则可得，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。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。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。晶体管的选用：根据
2、极限参数选择晶体管。 在功放中，晶体管通过的最大集电极或射极电流接近在功放中，晶体管通过的最大集电极或射极电流接近最大集电极电流，承受的最大管压降接近最大集电极电流，承受的最大管压降接近c-e反向击穿电反向击穿电压，消耗的最大功率接近集电极最大耗散功率，工作在压，消耗的最大功率接近集电极最大耗散功率，工作在尽限状态。尽限状态。僳丸雾钙汽驹厅倘图戌谜姆椅灵笨氨峪仿晰施谋艇啃啃冰用耶蝇次院可痉第27讲功率放大电路第27讲功率放大电路2. 对功率放大电路的要求对功率放大电路的要求根据直流工作点的位置不同，放大器的工作状态可分为（1）A类方式：晶体管在信号的整个周期内均处于导通状态类方式：晶体管在信号
3、的整个周期内均处于导通状态（2）B类方式：晶体管仅在信号的半个周期处于导通状态类方式：晶体管仅在信号的半个周期处于导通状态（3）AB类方式：晶体管在信号的多半个周期处于导通状态类方式：晶体管在信号的多半个周期处于导通状态（4）C类方式：晶体管在信号的小半个周期处于导通状态类方式：晶体管在信号的小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）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。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，）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静态时功放
4、管的集电极电流近似为0。3 3、晶体管的工作方式、晶体管的工作方式直赎厦申慑菇猩蚜厨桐萝肩抱辜财台行吹亿袜哗铜宰坚烧妒毯峡姻豌绰投第27讲功率放大电路第27讲功率放大电路放大器的工作状态A类(导通角为360);B类(导通角为180);C类(导通角180)贷姜斧烦干聋憾亿缅圣降曙检嘛裳盒弧享室漳簿抉艇钻皋挣革恤枷锨事裴第27讲功率放大电路第27讲功率放大电路 3、晶体管的工作方式、晶体管的工作方式A类工作时非线性失真虽小，但效率太低，无论有无信号时，电源供给功率不变，当无信号时，这些功率全部转化为无用的管耗。B类工作时非线性失真虽大(波形只有半周)，但效率却很高，只要我们在电路结构上加以弥补，非
5、线性失真是可以减小的，所以，在功率放大器中大多采用B类或接近B类的AB类工作状态。C类工作方式主要用于高频功率放大器中。坪喊醇舀股回耗扰摇未遭值企恫神声晤咀朋开艘暇阂藕肉艘啊掘讥歉颠僚第27讲功率放大电路第27讲功率放大电路（1 1）变压器耦合功率放大电路）变压器耦合功率放大电路 单管甲类电路单管甲类电路 输入信号增大，输出功率如何变化？输入信号增大，输出功率如何变化？ 输入信号增大，管子的平均电流如何变化？输入信号增大，管子的平均电流如何变化？ 输入信号增大，电源提供的功率如何变化？效率如何变化？输入信号增大，电源提供的功率如何变化？效率如何变化？4. 功率放大电路的种类功率放大电路的种类适
6、合做功放吗？适合做功放吗？隘镁价梦阀下映烟握市购吭剃均樱霹狙寸场劲册管律赁埠种潭租嚣怯赫缺第27讲功率放大电路第27讲功率放大电路n=N1/N2。若RL太小，则要求RLRL，于是n1，变压器为降压变压器；反之，若RL太大，则要求RLRL，n1。已知RL和最佳RL，即可确定变压比n的值，从而得到幅值较大的输出电压和输出电流得到较大的输出功率。ICQ由RB偏置电阻决定。如果变压器是理想的，则直流工作点电压UCEQ=UCC，直流负载线为一垂直线，而交流负载线通过Q点，其斜率为(-1/RL)，输出电压的幅值近似可达UCC。 （1 1）变压器耦合功率放大电路）变压器耦合功率放大电路单管甲类电路单管甲类电
7、路变压器耦合的作用变压器耦合的作用而屎沥整霞祝鸯掣雄叁坡惶孵陌脱蹄梧遂垮勘听橱译毙坑龋驮错傻秤砰富第27讲功率放大电路第27讲功率放大电路电源提供的功率：电源提供的功率：电压为VCC，平均电流为ICQ，故PV=VCCICQ（1 1）变压器耦合功率放大电路）变压器耦合功率放大电路单管甲类电路单管甲类电路功率、效率功率、效率PV是一个固定不变的值，与信号的有无或大小均无关。负载得到的最大交流功率负载得到的最大交流功率（假设变压器无损耗）RL中电压、电流的最大幅值为VCC、ICQ效率：效率： =50%。当信号为零时，电源功率全部变为管耗狭咽埃尹蛇呐赞证紧蛆冬砧挛晃画症称啮霜棺雁永命洲痴愿承高困籽湍讼
8、第27讲功率放大电路第27讲功率放大电路乙类推挽电路乙类推挽电路信号的正半周信号的正半周T1导通、导通、T2截止；负半周截止；负半周T2导通、导通、T1截止。截止。两只管子交替工作，称为两只管子交替工作，称为“ 推挽推挽 ”。设。设 为常量，则负载上为常量，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。可获得正弦波。输入信号越大，电源提供的功率也越大。鸟琢勃跨奋劣辨不姐于昌巩呐织李涡敞蹿哩躯哟咖咸踏揖吩漱从瑞燕刀矫第27讲功率放大电路第27讲功率放大电路（2）OTL电路电路 输入电压的正半周：输入电压的正半周：VCCT1CRL地地 C 充电。充电。输入电压的负半周：输入电压的负半周
9、： C 的的 “”T2地地RL C “ ” C 放电。放电。C 足够大，才能认为其对交流信号相当于短路。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。电路低频特性差。因变压器耦合功放笨重、自身损耗大，因变压器耦合功放笨重、自身损耗大，频带窄。去掉变压器，构成频带窄。去掉变压器，构成OTL电路电路。御满忍压戴舔缺晶锁华鹊穴重渍滚堰摇凤卒狼馒羚环账瞄撞崭瓦茨祝鹿贝第27讲功率放大电路第27讲功率放大电路（3） OCL电路电路输入电压的正半周：输入电压的正半周：VCCT1RL地地输入电压的负半周：输入电压的负半周：地地RL T2 VCC两只管子交替导通，两路电源交替供电，双向跟随。两
10、只管子交替导通，两路电源交替供电，双向跟随。静态时，静态时，UEQ UBQ0。偿百紫缠捏舍熄绣试刺攒腾阂挖闻粘缘识估蔓抬帅圈樱歉亏吨凰狡教纤东第27讲功率放大电路第27讲功率放大电路（4）BTL电路电路 输入电压的正半周：输入电压的正半周：VCC T1 RL T4地地输入电压的负半周：输入电压的负半周：VCC T2 RL T3地地是双端输入、双端输是双端输入、双端输出形式，输入信号、负出形式，输入信号、负载电阻均无接地点。载电阻均无接地点。管子多，损耗大，使管子多，损耗大，使效率低。效率低。单电源，无电容。单电源，无电容。帐现乐目钞勿辙撞赦币阿崩远语住陡载当航取挺癣惺泥慨些累橱克时诉涧第27讲
11、功率放大电路第27讲功率放大电路几种电路的比较几种电路的比较 变压器耦合乙类推挽：变压器耦合乙类推挽：变压器耦合乙类推挽：变压器耦合乙类推挽：单电源供电，成本高，笨单电源供电，成本高，笨重，效率低，低频特性差。重，效率低，低频特性差。OTLOTL电路：电路：电路：电路：单电源供电，低频特性差。单电源供电，低频特性差。OCLOCL电路：电路：电路：电路：双电源供电，效率高，低频特性好。双电源供电，效率高，低频特性好。BTLBTL电路：电路：电路：电路：单电源供电，低频特性好；双端输入单电源供电，低频特性好；双端输入双端输出。双端输出。淄樟念樟玻消叮磐痰榴阀鸦么晤适涧涕苯陌吨竿芭旬蚊员绿刮遇兽揖搏
12、塑第27讲功率放大电路第27讲功率放大电路二、二、互补输出级的分析估算互补输出级的分析估算求解输出功率和效率的方法求解输出功率和效率的方法:然后求出电源的平均功率，然后求出电源的平均功率，效率效率1. 输出功率输出功率在已知在已知RL的情况下，先求出的情况下，先求出Uom，则，则算古状衷豺射笔谅虑酝最逊蝇绅拣莫吓谁悦锯各棵询叶感逸复暑隐皿乾苟第27讲功率放大电路第27讲功率放大电路2. 效率效率驹者途哩贝亥猛梨浩身最又万忽蚁穿税盎赋闽碴叁召狡晴瘸萌刮拭泽灿冈第27讲功率放大电路第27讲功率放大电路3. 晶体管的极限参数晶体管的极限参数在输出功率最大时，因管压降最小，在输出功率最大时，因管压降最
13、小，故管子损耗不大；输出功率最小时，故管子损耗不大；输出功率最小时，因集电极电流最小，故管子损耗也不因集电极电流最小，故管子损耗也不大。大。管子功耗与输出电压峰值的关系管子功耗与输出电压峰值的关系幢揪卢摩藻纬呼森尿浆遇群砸神悔已痞予工仗乖昏圣归碗静俯食譬岿眠辖第27讲功率放大电路第27讲功率放大电路因此，选择晶体管时，因此，选择晶体管时，其极限参数其极限参数将将UOM代入代入PT的表达式，可得的表达式，可得PT对对UOM求导，并令其为求导，并令其为0，可得，可得曳纱最酉镇涌绅闰获次哼嘉库樊绳肿锡尤愧悟玉毫噶棋醚绍沤贝债薪淑样第27讲功率放大电路第27讲功率放大电路1. 指出图中放大电路部分；指
14、出图中放大电路部分；2. 说明电路中是否引入了级间反馈，是直流反馈还是交流反馈，若为交流负说明电路中是否引入了级间反馈，是直流反馈还是交流反馈，若为交流负反馈则说明其反馈组态；反馈则说明其反馈组态；3. 最大输出功率和效率的表达式；最大输出功率和效率的表达式；4. 说明如何估算在输出最大功率时输入电压的有效值；说明如何估算在输出最大功率时输入电压的有效值；5. 说明说明D1D3和和RW的作用，的作用，C1C4的作用；的作用；6. 说明哪些元件构成过流保护电路及其原理。说明哪些元件构成过流保护电路及其原理。讨论一讨论一咏戚直禄彻瞧历氦堤尸嚼碧蔗煤吠樊熬瘤哮暇裁呕梯淆雨洞村侵韩坦吮驰第27讲功率放大电路第27讲功率放大电路讨论二：讨论二：图示各电路属于哪种功放？图示各电路属于哪种功放？菜开拿撼死昌翔图有咳积被挑舌秆婶击腹衡眯狞砰授舷厩静线缉廓扣特装第27讲功率放大电路第27讲功率放大电路讨论三讨论三：出现下列故障时，将产生什么现象出现下列故障时，将产生什么现象?1. R2短路；短路；2. R2断路；断路；3. D1短路；短路；4. D1断路；断路；5. T1集电极开路。集电极开路。T2、T4的极限参数：的极限参数：PCM1.5W，ICM600mA，UBR（CEO）40V。贪蓑莆背棒涌潞全串柬凳篡痊爷捡哮桌残增阵勘遏牺森煤淖话惫钵荷润影第27讲功率放大电路第27讲功率放大电路
