功率放大電路的安全運行

1、.9.3 9.3 功率放大電路的安全運行功率放大電路的安全運行1. 1. 功放管的散熱問題功放管的散熱問題 （heat dissipationheat dissipation）2. 2. 功放管的二次擊穿功放管的二次擊穿.1. 1. 功放管的散熱問題功放管的散熱問題功率放大電路中，給負載輸送功率的同時，管子功率放大電路中，給負載輸送功率的同時，管子 本身也要消耗一部分功率。本身也要消耗一部分功率。管子消耗的功率直接表現(xiàn)在使管子的結溫升高。管子消耗的功率直接表現(xiàn)在使管子的結溫升高。當結溫升高到一定程度后就會使管子損壞。當結溫升高到一定程度后就會使管子損壞。結論：結論：輸出功率受到管子允許的最大輸

2、出功率受到管子允許的最大集電極耗散功率集電極耗散功率PCM的限制的限制 () dCBCBEECBBECCECPUIUIUUIUI 功放管散熱是重要問題功放管散熱是重要問題.1. 1. 功放管的散熱問題功放管的散熱問題表征散熱能力的重要參數(shù)表征散熱能力的重要參數(shù)熱的傳導路徑，稱為熱的傳導路徑，稱為熱路熱路阻礙熱傳導的阻力稱為阻礙熱傳導的阻力稱為熱阻熱阻（thermal resistance）熱阻的大小通常用熱阻的大小通常用/W（單位）表示（單位）表示物理意義：每瓦集電極耗散功物理意義：每瓦集電極耗散功率使功放管溫度升高的度數(shù)率使功放管溫度升高的度數(shù) 3AD6的熱阻的熱阻 2/W表示集電極損耗功率

3、每增加表示集電極損耗功率每增加一瓦，結溫升高一瓦，結溫升高2.1. 1. 功放管的散熱問題功放管的散熱問題功放管的散熱等效熱路功放管的散熱等效熱路TjccaRRRTjccssaRRRR.1. 1. 功放管的散熱問題功放管的散熱問題 功放管的散熱計算功放管的散熱計算功率管的最大耗散功率功率管的最大耗散功率 P PCM CM ，取決于總的熱，取決于總的熱阻阻 R RT T 、最高允許結溫、最高允許結溫 T Tj j 和環(huán)境溫度和環(huán)境溫度 T Ta a ，它們之間關系為它們之間關系為 jaTCMTTR P環(huán)境溫度環(huán)境溫度TaTa結溫結溫T Tj jCMPTR.例例：某一功率管的集電結耗散功率為：某一

4、功率管的集電結耗散功率為2W2W。結點到。結點到管殼的熱阻是管殼的熱阻是8 8/W,管殼到空氣的熱阻是管殼到空氣的熱阻是20/W。環(huán)境溫度為環(huán)境溫度為25。 求：求：結溫為多少？結溫為多少？管殼溫度為多少？管殼溫度為多少？環(huán)境溫度環(huán)境溫度TaTajaTCMTTR P000 25(820)/2 81jaTCMTTR PCC WWC065 C.1. 1. 功放管的散熱問題功放管的散熱問題 集成電路中的功率耗散集成電路中的功率耗散各種集成電路的額定功率耗散依賴于所用的管殼。各種集成電路的額定功率耗散依賴于所用的管殼。集成電路中總的耗散功率可以通過測量特定應用當集成電路中總的耗散功率可以通過測量特定應

5、用當 中每個電源提供的電流，并將每個電流和各自的電中每個電源提供的電流，并將每個電流和各自的電 壓相乘得到。壓相乘得到。例如：例如：對于對于LF353LF353運算放大器，運算放大器，金屬外殼封裝，其最大耗散功率為金屬外殼封裝，其最大耗散功率為500mW500mW；雙列直插式封裝，其最大耗散功率為雙列直插式封裝，其最大耗散功率為310mW310mW；對于扁平封裝，其最大耗散功率為對于扁平封裝，其最大耗散功率為570mW570mW.2. 2. 功放管的二次擊穿功放管的二次擊穿二次擊穿原因至今不清。普遍說法是一種與電流、二次擊穿原因至今不清。普遍說法是一種與電流、 電壓、功率和結溫都有關系的效應。

6、電壓、功率和結溫都有關系的效應。多數(shù)認為是由于流過功放管結面的電流不均勻，多數(shù)認為是由于流過功放管結面的電流不均勻， 造成結面局部高溫（熱斑），因而產(chǎn)生熱擊穿。造成結面局部高溫（熱斑），因而產(chǎn)生熱擊穿。.9.4 9.4 集集 成成 功功 率率 放放 大大 電電 路路1.集成集成OTL功率放大電路功率放大電路LM3862.集成集成OCL功率放大電路功率放大電路TDA15213.集成集成BTL功率放大電路功率放大電路TDA1556.1.1.集成集成OTLOTL功率放大電路功率放大電路LM386LM386.1.1.集成集成OTLOTL功率放大電路功率放大電路LM386LM386-外接元件最少的用法外

7、接元件最少的用法.1.1.集成集成OTLOTL功率放大電路功率放大電路LM386LM386-電壓增益電壓增益可調的可調的用法用法Rw=，Au=20 Rw=0，Au=200.1.1.集成集成OTLOTL功率放大電路功率放大電路LM386LM386-電壓增益最大的用法電壓增益最大的用法.1.1.集成集成OTLOTL功率放大電路功率放大電路LM386LM386-電壓增益電壓增益控制另一方控制另一方法法.2.2.集成集成OCLOCL功率放大電路功率放大電路TDA1521TDA1521雙通道雙通道OCLOCL電路電路dB3041.30680k201uA.電路如圖：回答下列問題電路如圖：回答下列問題若若V

8、CC15V時，最大不失真輸出電壓的峰峰值為時，最大不失真輸出電壓的峰峰值為 27V，則電路的最大輸出功率，則電路的最大輸出功率Pom和效率和效率各為多少？各為多少？為了使負載獲得最大輸出功率，輸入電壓的有效值為為了使負載獲得最大輸出功率，輸入電壓的有效值為 多少？多少？解：輸出電壓幅值為解：輸出電壓幅值為12713.52omUV2()211.4omomLUPWR70.69%4omCCUV.電路如圖：回答下列問題電路如圖：回答下列問題若若VCC15V時，最大不失真輸出電壓的峰峰值為時，最大不失真輸出電壓的峰峰值為 27V，則電路的最大輸出功率，則電路的最大輸出功率Pom和效率和效率各為多少？各為

9、多少？為了使負載獲得最大輸出功率，輸入電壓的有效值為為了使負載獲得最大輸出功率，輸入電壓的有效值為 多少？多少？解：輸出電壓幅值為解：輸出電壓幅值為20130680ukA 13.5/20.3230imUV12713.52omUV.3.3.集成集成BTLBTL功率放大電路功率放大電路TDA1556TDA1556雙通道雙通道BTLBTL電路電路.例：例：OTL放大電路如圖所示，設放大電路如圖所示，設T1與與T2的特性完全對的特性完全對稱，稱，ui為正弦電壓，為正弦電壓，VCC10V，RL16。1、靜態(tài)時，電容、靜態(tài)時，電容C2兩端的電壓是多少？兩端的電壓是多少？1、C2兩端電壓是兩端電壓是5V解：

10、解：.例：例：OTL放大電路如圖所示，設放大電路如圖所示，設T1與與T2的特性完全對的特性完全對稱，稱，ui為正弦電壓，為正弦電壓，VCC10V，RL16。2、動態(tài)時，若輸出波形出現(xiàn)交越失真，應調整哪個電、動態(tài)時，若輸出波形出現(xiàn)交越失真，應調整哪個電阻？如何調整？阻？如何調整？2、調整、調整R2 ，增大。，增大。解：解：.例：例：OTL放大電路如圖所示，設放大電路如圖所示，設T1與與T2的特性完全對的特性完全對稱，稱，ui為正弦電壓，為正弦電壓，VCC10V，RL16。3、 R1 R3 1.2k，T1與與T2的的50， PCM200mW 。假設假設D1、D2和和R2中任意一個開路，會產(chǎn)生什么后果？中任意一個開路，會產(chǎn)生什么后果？CMCCBECCCEBCPVRRUVUIPmW8962102 . 12 . 17 . 0210502231所以會燒毀功率管所以會燒毀功率管.例：例：OTL放大電路如圖所示，已知放大電路如圖所示，已知VCC32V，RL16， ，求：，求：1、電路的最大不失真輸出功率；、電路的最大不失真輸出功率； 2、輸出功率最大時電路的轉換效率；、輸出功率最大時電路的轉換效率；V1CESU2222()2 232(1)2 7.03W2 16oMomLCCCESLUPRVUR.例：例：OTL放大電路如圖所示，