功率放大電路PPT教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1功率放大電路功率放大電路2022-5-182一、主要技術(shù)指標(biāo)一、主要技術(shù)指標(biāo)1.最大輸出功率最大輸出功率Pom 功率放大電路提供給負(fù)載的信號(hào)功率稱為輸出功率。功率放大電路提供給負(fù)載的信號(hào)功率稱為輸出功率。是是交流功率交流功率，表達(dá)式為，表達(dá)式為PoIoUo。最大輸出功率是在電路參數(shù)確定的情況下，負(fù)載上可能獲得的最大交流功率。最大輸出功率是在電路參數(shù)確定的情況下，負(fù)載上可能獲得的最大交流功率。2.轉(zhuǎn)換效率轉(zhuǎn)換效率 功率放大電路的最大輸出功率與電源提供的直流功率之比。功率放大電路的最大輸出功率與電源提供的直流功率之比。直流功率等于電源輸出電流平均值及電壓之積。直流功率等于電源輸出電流平均值

2、及電壓之積。9.1.1 功放電路的特點(diǎn)功放電路的特點(diǎn)omOOPI U 基本基本不失失真不失失真下的下的最大最大有效值。有效值。效率效率: :omVPP 電源電源平均平均功率。功率。第1頁/共23頁2022-5-183由于工作在由于工作在大信號(hào)條件大信號(hào)條件下下，小信號(hào)小信號(hào)交流等效電路交流等效電路不適用不適用，因而要采用因而要采用圖圖解法解法（Q Q、交、交/ /直流負(fù)載線）直流負(fù)載線）。二、功率放大電路中的晶體管二、功率放大電路中的晶體管 在功率放大電路中，為使輸出功率盡可能大，要求晶在功率放大電路中，為使輸出功率盡可能大，要求晶體管工作在極限應(yīng)用狀態(tài)。體管工作在極限應(yīng)用狀態(tài)。 選擇功放管時(shí)

3、選擇功放管時(shí)，要注意極限參數(shù)的選擇，還要注意其，要注意極限參數(shù)的選擇，還要注意其散散熱條件熱條件，使用時(shí)必須安裝合適的散熱片和，使用時(shí)必須安裝合適的散熱片和各種保護(hù)措施各種保護(hù)措施。晶體管集電極電流最大時(shí)接近晶體管集電極電流最大時(shí)接近ICM晶體管管壓降最大時(shí)接近晶體管管壓降最大時(shí)接近U（BR）CEO晶體管耗散功率最大時(shí)接近晶體管耗散功率最大時(shí)接近PCM三、功率放大電路的分析方法三、功率放大電路的分析方法采用圖解法采用圖解法第2頁/共23頁2022-5-184功放電路的分類功放電路的分類電路中晶體管的工作狀態(tài)電路中晶體管的工作狀態(tài)（按一個(gè)周期導(dǎo)通的角度大小劃分）（按一個(gè)周期導(dǎo)通的角度大小劃分）乙

4、類（乙類（class-B）：）： 180 甲類（甲類（class-A）：）： 360 甲乙類（甲乙類（class-AB）：）： 180 丙類（丙類（class-C）：）： 0時(shí)時(shí) ，T1和和T4導(dǎo)通，導(dǎo)通， T2和和T3 截止，負(fù)載上獲得截止，負(fù)載上獲得正半周電壓；正半周電壓；當(dāng)當(dāng) ui 0 T1 導(dǎo)通導(dǎo)通 T2 截止截止iC1io = iE1 = iC1, uO = iC1RLui 0 T2 導(dǎo)通導(dǎo)通 T1 截止截止iC1io = iE2 = iC2, uO = iC2RLui = 0 T1 、 T2 截止截止 若考慮三極管的開啟電壓，輸出若考慮三極管的開啟電壓，輸出波形將產(chǎn)生波形將產(chǎn)生交越

5、失真交越失真。第12頁/共23頁2022-5-1814利用二極管的利用二極管的UF抵消三極管的抵消三極管的UON改進(jìn)改進(jìn)增加增加R2調(diào)調(diào)整電壓大整電壓大小小電壓倍增電路電壓倍增電路 UBE multiplier122CEBERRUUR 二、消除交越失真的二、消除交越失真的OCL電路的工作原理電路的工作原理第13頁/共23頁2022-5-1815三、采用復(fù)合管的三、采用復(fù)合管的OCL電電路路 由于由于NPNNPN、PNPPNP大功率晶體管大功率晶體管配對(duì)困難配對(duì)困難，常采用常采用復(fù)合復(fù)合管管形式來實(shí)現(xiàn)形式來實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)對(duì)管互補(bǔ)對(duì)管。第14頁/共23頁2022-5-18169.2.29.2.2OCLO

6、CL電路的輸出功率及效電路的輸出功率及效率率當(dāng)輸入電壓足夠大，且又不產(chǎn)生飽和失真的圖解分析當(dāng)輸入電壓足夠大，且又不產(chǎn)生飽和失真的圖解分析圖圖9.2.4OCL電路的圖解分電路的圖解分析析I 區(qū)區(qū) 為為T1管的輸出特性，管的輸出特性，II區(qū)為區(qū)為T2管的輸出特性；管的輸出特性；二只管子的靜態(tài)電流很小，二只管子的靜態(tài)電流很小，可認(rèn)為可認(rèn)為Q點(diǎn)在橫軸上。點(diǎn)在橫軸上。Uop = VCC UCES最大輸出電壓幅值最大輸出電壓幅值最大不失真輸出電壓的有效值最大不失真輸出電壓的有效值2UVUCESCCOm第15頁/共23頁2022-5-1817最大輸出功率最大輸出功率L2CESCCLO2OR2UVRUP）（m

7、m電源電源VCC提供的電流提供的電流tisinRUVLCESCCC電源在負(fù)載獲得最大交流功率時(shí)所消耗的電源在負(fù)載獲得最大交流功率時(shí)所消耗的平均功率等于其平均功率等于其平均電流與電源電壓之積。平均電流與電源電壓之積。0CCLCESCCVVsinRUV1PtdtLCESCCCCVRUVV2P）（轉(zhuǎn)換效率轉(zhuǎn)換效率CCCESCCVOVUV4PPm理想情況下，理想情況下， UCES可忽略；但大功率管可忽略；但大功率管UCES較大，不能忽略較大，不能忽略78.5% 第16頁/共23頁2022-5-18189.2.3OCL電路中晶體管的選擇電路中晶體管的選擇一、最大管壓降一、最大管壓降二、集電極最大電流二、

8、集電極最大電流三、集電極最大功耗三、集電極最大功耗如何求如何求PT的最大功率？的最大功率？RLRD1D2T1T2+VCC+ui +uo VCCV5ui2CEmaxCCCESVUU CmaxEmaxCCCESLIURIV 0(sin12) dTCCOMCPVUt it 0(sin)12sindOMCCOMLUVUtttR 21()4CCOMOMLV UUR 第17頁/共23頁2022-5-1819集電極最大功耗集電極最大功耗21()4CCOMLTOMV UURP 2OMCCUV 22TmaxCCLVRP 0TOMdPdU 當(dāng)當(dāng)時(shí)，時(shí)，當(dāng)當(dāng)UCES VCC時(shí)，時(shí)，22()22omCCCESCLCL

9、VVRRPU 2220.22CComomLTmaxVPPPR功放管極限參數(shù)功放管極限參數(shù)2CEOCCBUV CCMCLVIR 0.2MmCoPP 功放管選擇應(yīng)有余量，注意散熱功放管選擇應(yīng)有余量，注意散熱第18頁/共23頁2022-5-1820第19頁/共23頁2022-5-1821例例9.2.1在圖在圖9.2.2所示電路中已知所示電路中已知VCC 15V，輸入電壓為正弦波，晶體，輸入電壓為正弦波，晶體管的飽和管壓降管的飽和管壓降UCES 3V，電壓放大倍數(shù)約為，電壓放大倍數(shù)約為1，負(fù)載電阻，負(fù)載電阻RL 4歐，歐，（1）求解負(fù)載上可能獲得的最大功率）求解負(fù)載上可能獲得的最大功率和效率和效率（2

10、）若輸入電壓最大有效值為）若輸入電壓最大有效值為8V，則，則負(fù)載上能夠獲得的最大功率為多少。負(fù)載上能夠獲得的最大功率為多少。解解（1）Wmm18R2UVRUPL2CESCCLO2O）（628. 0VUV4PPCCCESCCVOm（2）因?yàn)椋┮驗(yàn)閁OUi，所以，所以UOm8V。最大輸出功率。最大輸出功率Wmm1648RUP2LO2ORLRD1D2T1T2+VCC+ui +uo VCCV5ui第20頁/共23頁2022-5-1822 OTL、OCL、BTL等功放電路均有許多規(guī)格的等功放電路均有許多規(guī)格的Ic可供選擇，并且可供選擇，并且Ic內(nèi)部都設(shè)有各種內(nèi)部都設(shè)有各種保護(hù)電路保護(hù)電路、性能改善電路性能改善電路等等，應(yīng)用時(shí)只需外接等等，應(yīng)用時(shí)只需外接少量少量元件元件和和散熱裝置散熱裝置可即。可即。LM386音頻功率放大器音頻功率放大器OTL電源：電源：518V增益：增益：20200帶寬：帶寬：300kHz輸入阻抗：輸入阻抗：50k輸出功