模電4 功率放大電路

1、第四章 功率放大電路4.1功率放大電路的主要特點(diǎn)4.2互補(bǔ)對(duì)稱式功率放大電路4.3采用復(fù)合管的互補(bǔ)對(duì)稱式放大電路4.4集成功率放大器1 功率放大電路通常是在大信號(hào)狀態(tài)下工作，是以輸出較大功率為目的的放大電路。為了獲得一定的不失真的輸出功率。它要求：輸出功率盡可能大； 效率要高； 非線性要小； 考慮管子的散熱問(wèn)題。4.1功率放大電路的主要特點(diǎn)2對(duì)功放的主要要求：1. 根據(jù)負(fù)載要求，提供所需要的輸出功率。最大輸出功率2. 具有較高的效率輸出功率直流電源提供功率放大器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換器, 它是將電源供給的直流能量轉(zhuǎn)換成交流信號(hào)的能量輸送給負(fù)載, 因此, 要求轉(zhuǎn)換效率高。為定量反映放大電路效率的高

2、低, 引入?yún)?shù), 它的定義為33. 非線性失真要小 為使輸出功率大, 由分析可知Iom、Uom也應(yīng)比較大, 故功率放大器采用的三極管均應(yīng)工作在大信號(hào)狀態(tài)下。由于三極管是非線性器件, 在大信號(hào)工作狀態(tài)下, 器件本身的非線性問(wèn)題十分突出, 因此, 輸出信號(hào)不可避免地會(huì)產(chǎn)生一定的非線性失真。因此,電路設(shè)計(jì)時(shí)要考慮這一點(diǎn),使工作點(diǎn)不超出安全工作區(qū)的范圍.4.分析方法：圖解法5.功放的電路形式：射隨器 互補(bǔ)對(duì)稱式電路4三極管的工作狀態(tài) 功率放大電路必須考慮效率問(wèn)題。為了降低靜態(tài)時(shí)的工作電流，三極管從甲類工作狀態(tài)改為乙類或甲乙類工作狀態(tài)。此時(shí)雖降低了靜態(tài)工作電流，但又產(chǎn)生了失真問(wèn)題。推挽電路和互補(bǔ)對(duì)稱電路

3、較好地解決了乙類工作狀態(tài)的失真問(wèn)題。5+uo-RLVCCuiT2T1變壓器耦合推挽電路工作原理 ui1ui2iC1iC2iLuiui1ui2iC1iC2iLuo體積大、價(jià)格貴、低頻響應(yīng)差、本身有損耗，而且由于漏感和寄生電容的存在，使經(jīng)過(guò)變壓器引入深度負(fù)反饋時(shí)極易引起自激振蕩。(工作在乙類) ui164.2互補(bǔ)對(duì)稱式功率放大電路4.2.1電路組成和原理一、OTL 乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路在輸入信號(hào)的正半周，VT1 導(dǎo)通，iC1 流過(guò)負(fù)載；負(fù)半周，VT2導(dǎo)通，iC2 流過(guò)負(fù)載。在信號(hào)的整個(gè)周期都有電流流過(guò)負(fù)載，負(fù)載上 iL 和 uO 基本上是正弦波。存在的問(wèn)題：交越失真交越失真圖 4.2.1優(yōu)點(diǎn)：效率高。

4、7動(dòng)畫17-38二、OTL 甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路OTL 互補(bǔ)對(duì)稱輸出級(jí)R、VD1、VD2 為兩管提供一小的靜態(tài)偏置電壓，使得在輸入信號(hào)等于零時(shí)，管子微導(dǎo)通，以克服交越失真。OTL 互補(bǔ)電路波形圖tuIOtiC1OtiC2OtuOO9三、OCL 互補(bǔ)對(duì)稱電路圖 4.2.6OCL 互補(bǔ)對(duì)稱電路OTL電路的缺點(diǎn)：1 大電容容易造成低頻段頻率失真；2 大電容的存在電感效應(yīng)，在高頻段會(huì)產(chǎn)生附加相移， 改變電路的性能；3 大電容不便于集成。OCL電路的優(yōu)、缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：改善了OTL電路的不足之處。缺點(diǎn)：發(fā)射極直接連接負(fù)載，若靜態(tài)工作點(diǎn)失調(diào)或電路元件損壞，將導(dǎo)致負(fù)載電流過(guò)大。解決辦法：在負(fù)載回路接入熔斷絲。10

5、一、OCL 互補(bǔ)對(duì)稱電路主要參數(shù)的估算Ucem = VCC - UCES4.2.2互補(bǔ)對(duì)稱電路主要參數(shù)的估算(1) 最大輸出功率當(dāng)輸入信號(hào)足夠大，使Vim=Vom=Vcem=VCCVCESVCCT1,T2工作在射極輸出器狀態(tài)，AV1。11(2) 效率PV應(yīng)為電源電壓VCC與一個(gè)周期內(nèi)（實(shí)際只工作了半個(gè)周期）三極管的集電極電流的平均值之積12(3)功率三極管的極限參數(shù)a）集電極最大允許電流ICM: ICM VCC/RLb）集電極最大允許反向電壓c）集電極最大允許耗散功率PCM（推導(dǎo)見下頁(yè)）13單個(gè)管子在一個(gè)周期內(nèi)的管耗（2）管耗PT兩管管耗14三極管的最大管耗 問(wèn)：Vom=？ PT1最大, PT

6、1max=？用PT1對(duì)Vom求導(dǎo)得出：PTm發(fā)生在Vom=0.64VCC處。將Vom=0.64VCC代入PT1表達(dá)式：15OTL 互補(bǔ)對(duì)稱輸出級(jí)16二、OTL 乙類互補(bǔ)電路主要參數(shù)的估算Icm1 = Icm1 Icm，Ucem1 = Ucem2 = Ucem，(1) 最大輸出功率17(2) 效率18(3)功率三極管的極限參數(shù)a）集電極最大允許電流ICM: ICM VCC/（2RL）b）集電極最大允許反向電壓c）集電極最大允許耗散功率PCM19例:假設(shè)圖.所示的互補(bǔ)對(duì)稱電路中，直流電源CC均為，負(fù)載電阻L均為,且三極管的飽和管壓降UCES均為2V，試分別估算兩個(gè)電路的最大輸出功率，效率和功率三極

7、管的極限參數(shù)。 1.估算OCL電路 2。估算OTL電路20T2T1iB1iB2iE1iC1iC2iE2CBETT2T1iB1iC1iE1iE2iB2iC2EBCT正確的復(fù)合管應(yīng)該滿足以下幾個(gè)條件：內(nèi)部電極相連處不能造成電流流向的沖突。 兩進(jìn)一出為NPN，一進(jìn)兩出為PNP214.3.2復(fù)合管組成的互補(bǔ)對(duì)稱放大電路+VCC-VCCRb1Rb2uORLuiC1VT1VT3VT2VT4RbVD1VD2優(yōu)點(diǎn)：采用復(fù)合管，提高放大倍數(shù)，增大輸入電阻缺點(diǎn)：輸出端的兩個(gè)三級(jí)管類型不同，對(duì)于大功率管，很難達(dá)到理論上要求的特性互補(bǔ)對(duì)稱。22+VCC-VCCRb1Rb2uORLuiC1VT1VT3VT2VT4RbV

8、D1VD2Re1Rc2準(zhǔn)互補(bǔ)對(duì)稱放大電路優(yōu)點(diǎn)：輸出端的兩個(gè)三級(jí)管類型相同，采用復(fù)合管結(jié)構(gòu)，既保證了互補(bǔ)對(duì)稱的性質(zhì)，又便于工程上實(shí)現(xiàn)。Re1、Rc2是為了調(diào)整功率管VT3、VT4的靜態(tài)工作點(diǎn)而設(shè)置的。234.4 集成功率放大器分類 1）按用途分：通用型、專用型。 2）按芯片結(jié)構(gòu)：?jiǎn)瓮ǖ?、雙通道。幾種集成音頻功率放大器概況（PP161）244.4.1 集成功率放大器的電路組成LM386的電路原理254.4.3 集成功率放大器的引腳和典型接法4.4.2 集成功率放大器的主要技術(shù)指2627圖9.4.3 LM386外接元件最少的用法8問(wèn)題:這種接法的增益?28圖9.4.4 LM386電壓增益最大的用法29圖9.4.5 LM386的一般用法30電源輸出端2地地地輸入端2反饋端2LM1877引腳圖典型接法（PP165）)12345 67891011121314偏置端輸出端1 地地地輸入端1反饋端131 雙通道功率放大電路是用