第7章功率放大电路.ppt
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1、第七章 功率放大电路,国家级精品课程,模拟电子技术基础教程编写组,第七章 功率放大电路,7.1 功率放大电路的一般问题 7.2 互补推挽功率放大电路 7.3 丁类音频功率放大器 7. 集成功率放大器 7.5 功率器件,7.1 功率放大电路的一般问题,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。,放大器方框图如下:,由电压放大电路组成, 不失真地 提高信号电压幅度,保证信号失真在允许范围, 提高输出功率,以驱动负载,7.1 功率放大电路的一般问题,(1)Pom大(Uom, Iom)。 (2)管子工作于极限状态PCM、 I
2、CM 、UBR(CEO) (3)电路工作于大信号图解法分析。 (4) 高,失真小。,一、功率放大电路的主要特点,负载上有用信号功率 。,电源输出功率 。,二、提高效率途径,甲乙类放大半个周期以上有电流。,既降Q又不失真: 采用推挽输出电路,或 互补对称射极输出器。,甲类放大整个周期内均有电流。 失真小, 低,乙类放大半个周期导通有电流。 失真大, 高,7.2 互补推挽功率放大电路,OTL: Output TransformerLess,OCL: Output CapacitorLess,互补对称:电路中采用两支晶体管,NPN、 PNP各一支;两管特性一致。,类型:,7.2.1 乙类互补对称功率
3、放大电路,一、 电路结构特点,1. 由NPN型、PNP型三极管构成两个对称的射极输出器对接而成。,2. 双电源供电。,3. 输出端不加隔直电容(OCL)。,动态分析:,ui 0V,T1截止,T2导通,ui 0V,T1导通,T2截止,iL= ic1 ;,iL=ic2,T1、T2两个晶体管都只在半个周期内工作,为乙类放大。,静态分析:,ui = 0V T1、T2均不工作 uo = 0V,二、 电路工作原理,三、分析计算,静态Q:,UCE1 = VCC , UCE2 = -VCC,IC1 = IC2 = 0,动态:,(1)交流负载线斜率为-1/RL,为分析方便,如图曲线倒置成Q点重合,负载斜率相等且
4、都通过Q点,那么合成的负载线成图示的一条直线。,(2) Uom = Ucem = Uim Iom = Icm = Uom/RL,(3) Uom(max) = Ucem(max) = VCC Uces VCC,参数估算,(1) 输出功率Po :,最大不失真输出功率为:,(2)直流电源供给功率PV :,(3)效率 :,(4)管耗 :,两管管耗,最大管耗,此时,总结:,归一化曲线图 (动画),四、晶体管选择:,(1) PCM 0.2Pomax;,(2)|U(BR)CEO2VCC;,(3)ICMVCC/RL,设 , ,计算: (1)若输入信号有效值为 10V,求电路的Po、PV和效率 及单管管耗。 (
5、2)若 ,且输入幅值足够大,求负载可能得到的最大功率和效率。 (3)求每个管子的极限参数。 (4)若 ,且输入幅值足够大,求负载可能得到的最大功率和效率。,例7.2.1 乙类OCL参数估算,解:,(1),例7.2.1 乙类OCL参数估算,解:,(2),例7.2.1 乙类OCL参数估算,(3),解:,(4),例7.2.1 乙类OCL参数估算,死区电压,交越失真:输入信号 ui在过零前后,输出信号出现的失真便为交越失真。,五、交越失真,一、 克服交越失真 电路中增加 R1、D1、D2、R2支路。,静态时: T1、T2均处于微弱导通状态;,动态时: 设ui 加正弦信号 正半周 T2 截止,T1 导通
6、; 负半周T1截止,T2 导通。,7.2.2 甲乙类互补对称功率放大电路,D1、D2两二极管可以用UBE电压倍增电路替代。,二、 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,7.2.3 准互补对称功率放大电路,1. 增加复合管的目的:扩大电流的驱动能力。,2. 复合管的构成方式:,方式一:,一、复合管, 1 2,晶体管的类型由复合管中的第一支管子决定。,方式二:,复合管的几种接法,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
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