《功率放大電路》PPT課件.ppt

功率放大電路,第 7 章,7.1 功率放大電路的特殊問題,7.1 功率放大電路的特殊問題,一、功率放大的任務(wù),輸出足夠大的功率去驅(qū)動負載（揚聲器、伺服電機等）。,二、功率放大的特殊問題,1. 輸出電壓、電流幅度大，三極管盡限工作。 2. 管子接近飽和或截止，輸出有一定非線性失真。 3. 需加散熱器，以提高管子承受較大管耗。 4. 效率 = Pomax / PDC 要高。性能分析以功率、管耗、效率為主。,三、共發(fā)射極放大電路的效率問題,設(shè)“Q”設(shè)置在 交流負載線中點,VCC,IC,四、放大電路的工作狀態(tài),甲類( = 2 ),乙類( = ),甲乙類( 2 ),Q,Q,Q,乙類工作狀態(tài)失真大，靜態(tài)電流為零 ，管耗小，效率高。,甲乙類工作狀態(tài)失真大， 靜態(tài)電流小 ，管耗小，效率較高。,甲類工作狀態(tài)失真小，靜態(tài)電流大，管耗大，效率低。,類型與效率,二、圖解分析,最大輸出電壓幅值： Uom(max)= VCCUCE(sat) VCC,7.2.2 乙類雙電源對稱功放電路功率參數(shù)分析計算,一、輸出功率 Po,最大輸出功率：,二、直流電源供給功率 PV,PV = ICAVVCC,= 2VCCUom/RL,7.3.1 實用的甲乙類雙電源互補對稱功 率放大電路,7.3.2 甲乙類單電源對稱功率放大電路,7.3 甲乙類互補對稱功率放大電路,7.3.1 實用的甲乙類雙電源互補對稱功放電路,一、交越失真的問題,1. 問題： 當(dāng)輸入電壓小于閾值電壓Uon時，三極管截止，引起 交越失真。,交越失真,輸入信號幅度越小越明顯,2. 克服交越失真的思路：,交越失真,T1、T2有一段共同導(dǎo)通的時間，流過負載的電流不失真。,二、減少交越失真的措施,1. 利用二極管和電位器產(chǎn)生偏置電壓：,UB1B2 給 T1、T2 提供靜態(tài)電壓。,當(dāng) ui = 0 時，T1、T2 微導(dǎo)通； IB1= IB2， IE1= IE2， IL= 0,當(dāng) ui 0 ( 至 )， T1 微導(dǎo)通 充分導(dǎo)通 微導(dǎo)通； T2 微導(dǎo)通 截止 微導(dǎo)通。,當(dāng) ui 0 ( 至 )， T2 微導(dǎo)通 充分導(dǎo)通 微導(dǎo)通； T1 微導(dǎo)通 截止 微導(dǎo)通。,2. 克服交越失真的其它電路,實際 電路,三、用復(fù)合管組成互補對稱功率放大電路,復(fù)合管(達林頓管)的目的：實現(xiàn)管子參數(shù)的配對,iB1,(1 + 1) iB1,(1 + 1) (1 + 2) B1,= (1 + 1 + 2+ 12) iB1, 1 2,rbe= rbe1+ (1 + 1) rbe2,2(1+1) iB1,1 iB1,iB,iC,iE,(1 + 2 + 12) iB1,接有瀉放電阻的復(fù)合管：,ICEO1,2 ICEO1,R,瀉放 電阻,減小,NPN + NPN,NPN,PNP + PNP,PNP,NPN + PNP,NPN,PNP + NPN,PNP,構(gòu)成復(fù)合管的規(guī)則：,b1 為 b，c1 或 e1 接 b2 ， c2、e2 為 c 或 e； 2) 應(yīng)保證發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏； 3) 復(fù)合管類型與第一只管子相同。,四、實用電路舉例分析,前置放大級的作用： 放大輸入電壓到足夠幅度； 給功放級提供克服交越失真的靜態(tài)電壓UB1B2。,四、實用電路舉例分析,靜態(tài)時UK=0， 可調(diào)節(jié)RP1實現(xiàn)。K點向前置級引電壓并聯(lián)負反饋，改善性能。,例 7.3.1 不考慮前置級的影響，已知T2、T5的UCES = 3V，求負載最大功率、電壓幅值、電流、電源功率、管耗、效率。,解,RL最大功率：,電壓幅值：,電流有效值：,電源功率：,PV = 2VCCUom/RL=22219/3.14 8.5=31.3(W),管耗：,=0.5(31.3 21.24) = 5.03 (W),效率：,一、電路和工作原理,7.3.2 甲乙類單電源對稱功率放大電路 OTL電路(Output Transformerless ),K,電容 C 的作用： 充當(dāng) VCC / 2 電源 (2) 耦合交流信號,當(dāng) ui = 0 時，,當(dāng) ui 0 時, T2 導(dǎo)通，C 放電，,T2 的等效電源電壓 0.5VCC。,當(dāng) ui 0 時, T1導(dǎo)通，C 充電，,T1 的等效電源電壓 + 0.5VCC。,二、采用自舉電路提高正半周輸出電壓幅度,問題：T2、 T4導(dǎo)通時, 最大輸出電壓受到Rc1上壓降的限制。,解決：加自舉電容，隨信號增大同是提高有效電源電壓。,自舉 電容,電位最高提升到3VCC/2,三、OCL和OTL的比較,四、電路的調(diào)試方法,調(diào)試步驟： 調(diào) RP1使 UK = VCC / 2。 調(diào) RP2使消除交越失真。 RP1、 RP2反復(fù)調(diào)節(jié)至滿意。 用固定電阻取代電位器。,注意事項： 不能使D1、D2支路斷開。 開機后，輸出電容上電壓不能馬上建立，使負載有沖擊電流?？稍陔娫瓷霞友訒r裝置使電源緩慢上升。,2. 單電源應(yīng)用電路,VCC/2,輸出電容,3. BTL應(yīng)用電路 BTL (Balanced Transformerless) 平衡式無輸出變壓器,構(gòu)成思路：,uo1, uo2,獲得一個電路輸出功率的四倍,BTL功放電路,用戴維南定理，將A2 的輸入等效為內(nèi)阻為RS的電壓源uS ，,一、為什么管耗受限？,管耗： PC = UCE IC UCE主要降在反偏的集電結(jié)上，因集電結(jié)電阻大，發(fā)熱引起溫升，超過最高允許結(jié)溫 TjM 時，管子損壞。,二、加散熱器能提高管耗,加散熱器能降低結(jié)溫提高管耗。 例如：3AD50 ，不加散熱器，極限管耗 PCM =1 W 加120 120 4mm3散熱板，極限管耗 PCM =10 W,三、散熱器類型,齒輪形,指狀形,板條形,四、管子在某一溫度（T2）下所能承受的最大管耗,室溫 25C