功率放大电路全解ppt课件.ppt
第8章 功率放大电路,8.1 功率放大电路的一般问题,*8.2 甲类放大的实例,8.3 乙类双电源互补对称功放电路,8.4 甲乙类互补对称功率放大电路,Step 1,Step 3,Step 2,正确理解功率放大电路的组成原则，掌握OTL、OCL的工作原理。 正确估算功率放大电路的最大输出功率和效率，了解功放管的选择方法。 熟悉集成功率放大电路的工作原理。,基本要求,本章教学基本要求,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。,例： 扩音系统,思考：功率放大电路与前述电压放大电路有无本质区别？,8 功率放大电路,(1) 功率放大电路的主要特点,(2) 要解决的问题,大信号下工作直接驱动负载,输出功率大提高效率减小失真功率管子的保护,8.1 功率放大电路的一般问题,1. 功率放大电路的特点及主要研究对象,输出功率大,功放电路中电流、电压要求都比较大，必须注意管子的极限值: ICM,UCEM ,PCM,(2) 要解决的问题,1. 功率放大电路的特点及主要研究对象,8.1 功率放大电路的一般问题,效率：Pomax 负载上得到的交流信号功率PV 电源提供的直流功率 电源提供的能量尽可能转换给负载，减少晶体管及线路上的损失。,(2) 要解决的问题,1. 功率放大电路的特点及主要研究对象,提高效率,8.1 功率放大电路的一般问题,减小失真,功率放大电路工作于电流、电压信号比较大的大信号下，必须注意防止波形失真。,功率管子的保护,功率放大电路工作于电流、电压信号比较大的大信号下，管子的损坏与保护不容忽视。 集电结消耗功率较大，散热也是重要问题。,8.1 功率放大电路的一般问题,(2) 要解决的问题,1. 功率放大电路的特点及主要研究对象,降低静态功耗，即减小静态电流。,根据正弦信号整个周期内三极管的导通情况，划分四种工作状态：,甲 类：一个周期内均导通，导通角等于360乙 类：导通角等于180甲乙类：导通角大于180丙 类：导通角小于180,8.1 功率放大电路的一般问题,2. 功率放大电路提高效率的主要途径,甲类放大：放大电路的输出没有失真的工作方式。,特点：管子导通角2，静态电流大于零，管耗大，效率低，用于小信号放大和驱动级。,8.1 功率放大电路的一般问题,2. 功率放大电路提高效率的主要途径,乙类放大： 晶体管只在半个周期内工作的方式 。,特点：管子导通角，静态电流等于零，管耗小，效率高，用于功率放大电路。,工作点位置,电流波形,8.1 功率放大电路的一般问题,2. 功率放大电路提高效率的主要途径,甲乙类放大： 两管导通时间均比半个周期大一些。,特点：管子导通角 2 ，静态电流很小，可提高效率、减小非线性失真，用于功率放大电路。,工作点位置,电流波形,8.1 功率放大电路的一般问题,2. 功率放大电路提高效率的主要途径,思考： 前述几种工作状态中，静态功耗最小的是哪种？仅从带负载能力的角度来说，用哪种组态的电路作功率放大电路最合适？,提高效率的途径： 为了提高效率，降低静态工作点，减小静态电流，应使电路工作在乙类或甲乙类，但输出波形有很大失真。 解决矛盾的方法是，采用互补对称或推挽式功率放大电路。,8.1 功率放大电路的一般问题,2. 功率放大电路提高效率的主要途径,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。,8.1 功率放大电路的一般问题,2. 功率放大电路提高效率的主要途径,8.3 乙类双电源互补对称功率放大电路,8.3.1 电路组成,8.3.2 分析计算,8.3.3 功率BJT的选择,推挽式电路双电源供电OCL电路,2. 工作原理,两个三极管在信号正、负半周轮流导通，使负载得到一个完整的波形。,8.3.1 电路组成,1. 电路组成,2）动态时：,1）静态时：,vi = 0V T1、T2均不工作 vo = 0V,vi 0V,T1截止，T2导通,vi 0V,T1导通，T2截止,iL= ie1,iL=ie2,T1、T2两个晶体管都只在半个周期内工作，工作在乙类放大方式。,无需隔直电容,i,8.3.1 电路组成,2. 工作原理,1. 输出功率,实际输出功率Po：,最大输出功率Pom：,i,8.3.2 分析计算,单个管子在半个周期内的管耗,2. 管耗PT,两管管耗：,8.3.2 分析计算,3. 电源供给的功率PV,当,4. 效率,当,8.3.2 分析计算,1. 最大管耗和最大输出功率的关系,当 0.6VCC 时具有最大管耗：,0.2Pom,选管依据之一,思考：输入信号越大，输出功率越大？,8.3.3 功率BJT的选择,2. 功率BJT的选择,每只BJT的最大允许管耗PCM必须大于PT1m0.2Pom；管子的|V(BR)CEO|2VCC；ICMVCC /RL,8.3.3 功率BJT的选择,8.3 乙类双电源互补对称功率放大电路,乙类互补对称电路存在的问题,交越失真,8.3 乙类双电源互补对称功率放大电路,8.4 甲乙类互补对称功率放大电路,8.4.1 甲乙类双电源互补对称电路,8.4.2 甲乙类单电源互补对称电路,1. 静态,两管微导通，可克服交越失真,2. 动态工作情况,二极管等效为恒压模型,负半周：T1导通，T2 截止正半周：T2导通，T1 截止,8.4.1 甲乙类双电源互补对称电路,1. 静态,两管微导通，可克服交越失真,2. 动态工作情况,二极管等效为恒压模型,负半周：T1导通，T2 截止，C充电正半周：T2导通，T1 截止，C放电,电容C可充当原来的VCC，计算Po、PT、PV和PTm的公式须加以修正，以VCC/2代替原来公式中的VCC。,8.4.2 甲乙类单电源互补对称电路,小结,在大信号下工作，通常采用图解法分析。重点是如何在允许失真的情况下，尽可能提高输出功率和效率。,1.功率放大电路的特点,2. 乙类互补对称功率放大电路,效率高。在理想情况下，最大效率为78.5%。工作在乙类状态时，器件的极限参数为： PT1m0.2Pom， |V(BR)CEO|2VCC，ICMVCC /RL,3. 单电源互补对称功率放大电路,在计算输出功率、效率、管耗和电源供给的功率，可借用双电源互补对称电路的计算公式，但要用VCC /2代替原来公式中的VCC。,
