第7章功率放大電路

1、 放大電路一般由輸入級、中間級和輸出級等部分組成，輸出級要帶一定的負載，負載的形式又是多種多樣，如揚聲器、電動機、顯像管的偏轉(zhuǎn)線圈、記錄儀等，要使這些負載動作，就要求輸出級向負載提供足夠大的信號功率，即要求輸出級向負載提供足夠大的輸出電壓和輸出電流，這種放大器稱為功率放大電路。第一節(jié)第一節(jié) 功率放大電路的特點和分類功率放大電路的特點和分類 特點：特點： 1由于功率放大電路要向負載提供一定的功率，因而輸出信號的電壓 和電流幅度較大。 2由于輸出信號幅值較大，三極管的工作狀態(tài)接近于飽和狀態(tài)或截止 狀態(tài)，導(dǎo)致輸出信號在一定程度上會有失真現(xiàn)象。 3電路末級的三極管都采用功率管，它的極限參數(shù)ICM，U（

2、BR）CEO、 PCM等應(yīng)滿足實際電路正常工作時的要求，并要留有一定的余量。 4由于功率管的管耗較大，在使用時一般要加散熱器，以降低結(jié)溫， 確保三極管安全地工作。 5電路性能指標(biāo)以分析功率為主，包括輸出功率PO、三極管消耗功率 PV、電源提供功率PE和效率，以及三極管型號的選擇等。 功率放大電路按電路中功率晶體管在一個周期內(nèi)導(dǎo)通時間的不同，可分為甲類功放、乙類功放和甲乙類功放三種類型。在信號整個周期中管子均導(dǎo)通的稱為甲類功放，僅在信號的半個周期導(dǎo)通的稱為乙類功放，導(dǎo)通時間大于半個周期的稱為甲乙類功放。 甲類功率放大電路不論有無信號，始終有較大的靜態(tài)工作電流，要消耗一定的電源功率，能量轉(zhuǎn)換效率較

3、低，但失真較?。灰翌惞β史糯箅娐坊旧蠠o靜態(tài)電流，轉(zhuǎn)換效率高，但由于工作在截止區(qū)，會造成交越失真；甲乙類功率放大電路改善了乙類功率放大電路的交越失真問題，轉(zhuǎn)換效率高，目前使用較廣泛，特別是它便于集成化，在集成功率放大電路中也得到廣泛應(yīng)用。第二節(jié)第二節(jié) 雙電源互補對稱功率放大電路（雙電源互補對稱功率放大電路（OCL電路）電路） 乙類雙電源功率放大電路a）基本電路 b）輸入信號 c）輸出信號(理想情況) +-輸出電壓峰值可近輸出電壓峰值可近似等于電源電壓似等于電源電壓V VCCCC 22L2om2O RURUPLomLCCoRVP22max2max2CCLEVRP%5 .784maxmaxmaxE

4、oPPmaxmax222max4 . 042ooLccVPPRVPmaxmax212 . 021oVVVPPPP輸出電壓峰值近似輸出電壓峰值近似等于電源電壓等于電源電壓V VCCCC 功率管的選擇 1、功率管集電極的最大允許功耗 功率管的最大功耗應(yīng)大于單管的最大功耗 P PCMCM(1/2)(1/2)P Pvmaxvmax=0.2=0.2P Pomom 2、功率管的最大耐壓 U U(BR)CEO(BR)CEO22V VCCCC 3、功率管的最大集電極電流 LCCCMRVI 交越失真及其消除交越失真及其消除 交越失真波形 0V0V0.5V由于晶體管有死區(qū)電壓由于晶體管有死區(qū)電壓 直流偏壓直流偏壓

5、 甲乙類互補對稱功率放大電路甲乙類互補對稱功率放大電路第三節(jié)第三節(jié) 單電源甲乙類互補對稱功率放大電路（單電源甲乙類互補對稱功率放大電路（OTL） 1、單電源互補對稱功率放大電路輸出電容輸出電容 靜態(tài)時，靜態(tài)時，B B點和三極管發(fā)點和三極管發(fā)射極射極(A(A點點) )電位均等于電位均等于V VCCCC/2/2，電容電容C CL L上的電壓也等于上的電壓也等于V VCCCC/2/2。 輸出電壓最大值輸出電壓最大值VCC/2 LCCLCCoRVRVP822/22max2、實用的甲乙類單電源準(zhǔn)互補對稱功率放大電路C2、R3組成組成“自舉電路自舉電路” 第四節(jié)第四節(jié) 集成功率放大器介紹集成功率放大器介紹

6、 集成功率放大器具有輸出功率大、外圍連接元件少、使用方便等優(yōu)點，目前使用越來越廣泛。 TDA2030A集成功放的內(nèi)部電路 TDA2030A主要性能參數(shù)如下： 電源電壓VCC 3V18V 輸出峰值電流 3.5A 頻響B(tài)W 0140kHz 靜態(tài)電流 60mA （測試條件：VCC=18V） 諧波失真THD 0.5M 在電源為15V、RL=4時輸出功率為14W。TDA2030A構(gòu)成OCL電路 TDA2030A構(gòu)成的OTL電路 第五節(jié)第五節(jié) 功率管的散熱問題功率管的散熱問題常見的幾種散熱器的外形 第六節(jié)第六節(jié) 功率放大電路應(yīng)用電路舉例功率放大電路應(yīng)用電路舉例一、提高運放輸出電流的電路一、提高運放輸出電流

7、的電路 *二、由集成功放二、由集成功放TDA2030A構(gòu)成的構(gòu)成的BTL電路電路 三、恒流源式步進電機驅(qū)動器三、恒流源式步進電機驅(qū)動器 本章小結(jié)本章小結(jié) 1功率放大電路的任務(wù)是向負載提供符合要求的輸出功率，要求失真度小，輸出功率大，晶體管的損耗小，效率高等。功率放大電路的主要技術(shù)指標(biāo)是輸出功率、管耗、效率、非線性失真等。 2功率放大電路有甲類、乙類、甲乙類等三種類型。甲類功放的特點是波形失真小但效率很低；乙類功放效率高但存在著交越失真；甲乙類功放較好地解決了上述問題，因此應(yīng)用最為廣泛。3提高功率放大電路輸出功率的主要途徑是提高輸出電流，互補對稱推挽功率放大電路是由兩個管型相反的射極輸出器組合而成，在同一信號下，兩輸出管交替工作，具有較強的電流放大能力。為了解決功率晶體管的互補對稱問題，可采用復(fù)合型互補管，以獲得大的電流增益和較為對稱的輸出特性，對應(yīng)的電路稱為準(zhǔn)互補功率放大電路。4互補推挽功率放大器分為雙電源供電的OCL（無輸出電容）電路和單電源供電的OTL（無輸出變壓器）電路。OTL電路采用單電源供電，但輸出端接有耦合電容，用來代替負電源。OCL電路最大輸出電壓幅度理想情況下可達VCC，OTL電路最大輸出電壓幅度理想情況下可達VCC/2。兩種電路在理想情況下，當(dāng)輸出最大功率時，效率均可達到/4，即78.5%。5集成功率