模拟电子技术.ppt
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1、模拟电子技术,主讲:王彦 武汉铁路职业技术学院 二00六年五月,第7章 低频功率放大电路,本章主要内容: 7.1 低频功率放大电路概述 7.2 互补对称功率放大电路 7.3 集成功率放大电路 7.4 功率管的安全使用与保护,7.1 低频功率放大电路概述,概述: 功率放大电路与电压放大电路都是利用放大器件的控制作用,把直流电源的能量转化为按输入信号规律变化的交变能量输出给负载. 但功率放大电路输入信号幅度较大,它的主要任务是使负载得到尽可能不失真信号功率。,7.1 低频功率放大电路概述,7.1.1 功率放大电路的特点 7.1.2功率放大电路的基本要求 7.1.3分类,7.1.1 功率放大电路的特
2、点,特点: 1.由于功率放大电路的主要任务是向负载提供一定的功率,因而输出电压和电流的幅度足够大. 2.由于要求输出信号幅度大,通常使三极管工作在极限应用状态,即三极管工作在接近饱和区与截止区的工作状态,因此输出信号存在一定程度的失真.,7.1.1 功率放大电路的特点,3.功率放大电路在输出功率的同时,三极管消耗的能量也较大,因此三极管的管耗不能忽视。 4.由于功率放大电路工作在大信号运用状态,一般采用图解法分析近似估算。,7.1.2 功率放大电路基本要求,功率放大电路通常是在大信号状态下工作,是以输出较大功率为目的的放大电路。 基本要求: (1)输出功率足够大; (2)效率要高; (3)非线
3、性失真要小; (4)散热条件要好 。,7.1.3 分类,分类: 根据放大电路中三极管静态工作点设置的不同,可以分成甲类、乙类和甲乙类3种 。 一、甲类放大器 该电路的Q点设置在放大区的中间. 优点是:三极管在输入信号的整个周期内都导通,输出信号的失真较小。 缺点是:三极管有较大的静态电流ICQ,管耗PC大,电路的输出功率和效率均较低,最高转换效率只能达到50%。,7.1.3 分类,二、乙类放大器 该电路的Q点设置在截止区. 优点是:三极管仅在输入信号的半个周期内导通。这时,三极管的静态电流ICQ=0,管耗PC小,能量转换效率高,最高可达到78% 。 缺点是:只能对半个周期的输入信号进行放大,非
4、线性失真大。,7.1.3 分类,三、甲乙类放大器 该电路的Q点设置在放大区靠近截止区处. 优点是:静态时三极管处于微导通状态。三极管的导通时间大于信号的半个周期而小于信号的一个周期,这样可以有效地克服放大电路的失真问题,而且能量转换效率也较高。 。,7.2 互补对称功率放大电路,概述: 采用两个导电特性相反的管子(NPN和PNP),让一个管子在信号的正半周导通,另一个管子在信号的负半周导通,即两个管子在信号周期内交替工作,各自产生半个周期的信号波形,在负载上合成一个完整的信号波形. 这种功放电路就是互补对称的推挽功率放大电路。,7.2 互补对称功率放大电路,7.2.1 乙类互补OCL功率放大电
5、路 7.2.2甲乙类互补对称OCL功率放大器 7.2.3甲乙类互补对称OTL功率放大器,7.2.1 乙类互补对称OCL 功率放大电路,一.电路组成 NPN和PNP管互补, 采用双电源供电,7.2.1 乙类互补对称OCL 功率放大电路,二.工作原理 当输入信号处于正半周时,T1管导电,有电流通过负载RL,方向由上到下,与假设方向相同。,7.2.1 乙类互补对称OCL 功率放大电路,二.工作原理 当输入信号为负半周时,T2管导电,有电流通过负载RL,方向由下到上,与假设正方向相反。,7.2.1 乙类互补对称OCL 功率放大电路,三.信号波形图解,电路在有信号时,VT1和VT2轮流导电,交替工作,使
6、流过负载RL的电流为一完整的正弦信号。由于两个不同极性的管子互补对方的不足,工作性能对称,所以这种电路通常称为互补对称式功率放大电路.,7.2.1 乙类互补对称OCL 功率放大电路,四.主要性能指标分析 1.输出功率Po:,最大输出功率:,2.直流电源提供的功率PE PE=PE1+PE2= 提供的最大功率,7.2.1 乙类互补对称OCL 功率放大电路,3.效率 理想情况下的最高效率:,7.2.1 乙类互补对称OCL 功率放大电路,4.集电极的损耗功率Pc 最大损耗功率,7.2.1 乙类互补对称OCL 功率放大电路,7.2.2 甲乙类互补对称OCL 功率放大电路,一.乙类功放的交越失真,输入信号
7、很小时,达不到三极管的开启电压,三极管不导电。因此在正、负半周交替过零处会出现一些非线性失真,这个失真称为交越失真。,7.2.2 甲乙类互补对称OCL 功率放大电路,二.克服交越失真 的实际应用电路 1.利用二极管进行 偏置的甲乙类互补 对称功放电路,7.2.2 甲乙类互补对称OCL 功率放大电路,二.克服交越失真 的实际应用电路 2.利用三极管恒压 源进行偏置的甲乙 类互补对称功放电 路,7.2.3 甲乙类互补对称OTL 功率放大器,一概述 双电源互补对称功率放大电路具有低频响应好、输出功率大、便于集成优点,但需要双电源供电,使用起来会感到不便。 如果采用单电源供电,只需在两个管子的发射极与
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