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1、功率放大电路功率放大电路第第 7 7 章章7.1 功率放大电路的特殊问题功率放大电路的特殊问题7.1 功率放大电路的特殊问题功率放大电路的特殊问题一、功率放大的一、功率放大的义务义务输出足出足够大的功率去大的功率去驱动负载扬声器、伺服声器、伺服电机等。机等。二、功率放大的特殊二、功率放大的特殊问题问题1. 输输出出电压电压、电电流幅度大，三极管尽限任流幅度大，三极管尽限任务务。2. 管子接近管子接近饱饱和或截止，和或截止，输输出有一定非出有一定非线线性失真。性失真。3. 需加散需加散热热器，以提高管子接受器，以提高管子接受较较大管耗。大管耗。4. 效率效率 = Pomax / PDC 要高。性
2、能分析以功率、要高。性能分析以功率、管耗、效率管耗、效率为为主。主。三、共三、共发发射极放大射极放大电电路的效率路的效率问题问题+VCCRLC1+RBuce = uouCE iCO tiCO QIcmUcem设设“Q设设置在置在交流交流负载线负载线中点中点VCCIC四、放大四、放大电电路的任路的任务务形状形状甲甲类类( = 2 ) tiCO Icm 2 IC tiCO Icm 2 IC乙乙类类( = ) tiCO Icm IC2 甲乙甲乙类类( 2 )QuCE iCO tiCO QQ乙乙类类任任务务形状失真大，静形状失真大，静态电态电流流为为零零 ，管耗小，效率高。，管耗小，效率高。甲乙甲乙类
3、类任任务务形状失真大，形状失真大， 静静态电态电流小流小 ，管耗小，效率，管耗小，效率较较高。高。甲甲类类任任务务形状失真小，静形状失真小，静态电态电流大，管耗大，效率低。流大，管耗大，效率低。类型与效率二、二、图图解分析解分析最大最大输输出出电压电压幅幅值值：Uom(max)= VCCUCE(sat) VCC7.2.2 乙类双电源对称功放电路功率参数分析计算乙类双电源对称功放电路功率参数分析计算RLT1T2+VCC+ui +uo VEE一、一、输输出功率出功率 Po最大最大输输出功率：出功率：二、直流二、直流电电源供源供应应功率功率 PVPV = ICAVVCC= 2VCCUom/RL7.3
4、.1 适用的甲乙类双电源互补对称功适用的甲乙类双电源互补对称功 率放大电路率放大电路7.3.2 甲乙类单电源对称功率放大电路甲乙类单电源对称功率放大电路7.3 甲乙类互补对称功率放大电路甲乙类互补对称功率放大电路7.3.1 适用的甲乙类双电源互补对称功放电路适用的甲乙类双电源互补对称功放电路 一、交越失真的一、交越失真的问题问题RLT1T2+VCC+ui +uo VEE1. 问题问题：当当输输入入电电压压小小于于阈阈值值电电压压Uon时时，三极管截止，引起三极管截止，引起 交越失真。交越失真。交越失真交越失真输输入信号幅度越小越明入信号幅度越小越明显显 tiCO IC1 IC22. 抑制交越失
5、真的思抑制交越失真的思绪绪：交越失真T1、T2有一段共同有一段共同导导通的通的时时间间，流，流过负载过负载的的电电流不失真。流不失真。二、减少交越失真的措施二、减少交越失真的措施1. 利用二极管和利用二极管和电电位器位器产产生偏置生偏置电压电压：RLR1D1D2T1T2+VCC+ui +uo VEET3R2+UB1B2UB1B2 给给 T1、T2 提供静提供静态电态电压压。当当 ui = 0 时时，T1、T2 微微导导通；通； IB1= IB2， IE1= IE2， IL= 0IB1IB2IE1IE2当当 ui 0 ( 至至 )，T2 微微导导通通 充分充分导导通通 微微导导通；通；T1 微微
6、导导通通 截止截止 微微导导通。通。 2. 抑制交越失真的其它抑制交越失真的其它电电路路T1T2T3T4T1T2RtB1B2实实践践电电路路T4RL+VCC+uo T1T2T3 VEER*1R2R3R4T1T2T3R2R1RL+VCC+uo T1T2T3T4T5 VEE+ui R三、用复合管组成互补对称功率放大电路三、用复合管组成互补对称功率放大电路 复合管复合管(达林达林顿顿管管)的目的：的目的：实现实现管子参数的配管子参数的配对对iB1(1 + 1) iB1(1 + 1) (1 + 2) B1= (1 + 1 + 2+ 12) iB1 1 1 2 2 rbe= rbe1+ (1 + 1)
7、rbe2 2(1+2(1+ 1) iB11) iB1 1 iB11 iB1iBiCiE(1 + 2 + 12) iB1T1T2接有泻放接有泻放电电阻的复合管：阻的复合管：T1T2ICEO1 2 ICEO1R泻放泻放电阻电阻减小减小T1T2NPN + NPNNPNT1T2PNP + PNPPNPT1T2NPN + PNPNPNT1T2PNP + NPNPNP构成复合管的构成复合管的规规那么：那么：1)b1 为为 b，c1 或或 e1 接接 b2 ， c2、e2 为为 c 或或 e；2)2) 应应保保证发证发射射结结正偏，集正偏，集电结电结反偏；反偏；3)3) 复合管复合管类类型与第一型与第一虽虽
8、然子一然子一样样。四、适用电路举例分析四、适用电路举例分析前置放大前置放大级级的作用：的作用：放大放大输输入入电压电压到足到足够够幅度；幅度；给给功放功放级级提供抑制交越失真的静提供抑制交越失真的静态电压态电压UB1B2。四、适用电路举例分析四、适用电路举例分析NPNPNP泻放泻放电阻电阻电流负反响，电流负反响，改善高频可改善高频可以放级性能以放级性能静态时静态时UK=0，可调理可调理RP1实现。实现。K点向前置级引点向前置级引电压并联负反响，电压并联负反响，改善性能。改善性能。例例 7.3.1 不思索前置级的影响，知不思索前置级的影响，知T2、T5的的UCES = 3V，求负载最大功率、电压
9、幅值、电流、电源功率、管耗、效率。求负载最大功率、电压幅值、电流、电源功率、管耗、效率。 解解 RL最大功率：最大功率：电压电压幅幅值值：电电流有效流有效值值：电电源功率：源功率：PV = 2VCCUom/RL=22219/3.14 8.5=31.3(W)管耗：管耗：=0.5(31.3 21.24) = 5.03 (W)效率：效率：一、电路和任务原理一、电路和任务原理7.3.2 甲乙甲乙类单电类单电源源对对称功率放大称功率放大电电路路 OTL电电路路(Output Transformerless )RLRcV4VEE+VCCV5T1T2CeReRb1Rb2+uo +ui +CK电电容容 C 的
10、作用：的作用：充任充任 VCC / 2 电电源源(2) 耦合交流信号耦合交流信号当当 ui = 0 时时，当当 ui 0 时时, T2 导导通，通，C 放放电电， T2 的等效的等效电电源源电压电压 0.5VCC。当当 ui 0 时时, T1导导通，通，C 充充电电，T1 的等效的等效电电源源电压电压 + 0.5VCC。二、采用自举电路提高正半周输出电压幅度二、采用自举电路提高正半周输出电压幅度问题问题：T2、 T4导导通通时时, 最大最大输输出出电压电压遭遭到到Rc1上上压压降的限制。降的限制。处处理：加自理：加自举电举电容，容，随信号增大同是提高随信号增大同是提高有效有效电电源源电压电压。
11、GR9C2自自举举电电容容电位最高提电位最高提升到升到3VCC/2三、三、OCL和和OTL的比较的比较OCLOTL 电源电源双电源双电源单电源单电源信号信号交、直流交、直流交流交流频率响应频率响应好好fL 取决于输出耦合电容取决于输出耦合电容 C电路结构电路结构较简单较简单较复杂较复杂Pomax四、电路的调试方法四、电路的调试方法调试调试步步骤骤：调调 RP1使使 UK = VCC / 2。调调 RP2使消除交越失真。使消除交越失真。RP1、 RP2反复反复调调理至称心。理至称心。用固定用固定电电阻取代阻取代电电位器。位器。本卷本卷须须知：知：不能使不能使D1、D2支路断开。支路断开。开机后，
12、开机后，输输出出电电容上容上电压电压不能不能马马上建立，使上建立，使负载负载有冲有冲击击电电流。可在流。可在电电源上加延源上加延时时安装使安装使电电源源缓缓慢上升。慢上升。2. 单电源运用电路单电源运用电路VCC/2输出输出电容电容退耦电容，消除电源的低频和高频干扰退耦电容，消除电源的低频和高频干扰3. BTL运用运用电电路路BTL (Balanced Transformerless) 平衡式无平衡式无输输出出变压变压器器构成思构成思绪绪：互补对称互补对称功放电路功放电路互补对称互补对称功放电路功放电路uo1 uo2RL获获得一个得一个电电路路输输出功率的四倍出功率的四倍BTL功放电路功放电路
13、用戴用戴维维南定理，将南定理，将A2 的的输输入等效入等效为为内阻内阻为为RS的的电压电压源源uS ，一、一、为为什么管耗受限？什么管耗受限？管耗：管耗： PC = UCE ICUCE主要降在反偏的集主要降在反偏的集电结电结上，因集上，因集电结电电结电阻大，阻大，发热发热引起温升，超越最高允引起温升，超越最高允许结许结温温 TjM 时时，管子，管子损损坏。坏。二、加散二、加散热热器能提高管耗器能提高管耗加散加散热热器能降低器能降低结结温提高管耗。温提高管耗。例如：例如：3AD50 ，不加散，不加散热热器，极限管耗器，极限管耗 PCM =1 W加加120 120 4mm3散散热热板，极限管耗板，极限管耗 PCM =10 W三、散三、散热热器器类类型型齿轮齿轮形形指状形指状形板条形板条形四、管子在某一温度四、管子在某一温度T2下所能接受的最大管耗下所能接受的最大管耗室温室温25C室温下室温下的结温的结温由室温上升到由室温上升到结温时允许接结温时允许接受的最大管耗受的最大管耗例例 7.6.1 3AD50大功率管，知大功率管，知TjM = 90C，PCMa = 10 W 加散加散热热器器 求求环环境温度境温度T2= 60 C时时，能接受的最大管耗。，能接受的最大管耗。 解解 结结果果阐阐明明环环境温度升高后，允境温度升高后，允许许最大管耗下降。最大管耗下降。
