功率輸出級電路

1、功率輸出級電路第1頁，共16頁，2022年，5月20日，14點40分，星期一 導通角：=乙類：導通角： 丙類：導通角： 2ICQ甲乙類：導通角：=2ICQ甲類：三極管的工作狀態(tài)：為提高效率和改善失真，三極管可工作在不同的靜態(tài)工作點，根據(jù)導通時間可分為如下四個狀態(tài)，如圖所示。第2頁，共16頁，2022年，5月20日，14點40分，星期一一、甲類功率輸出級T1 -射極跟隨輸出級T2 -恒流源偏置電路，可提供ICQ ，并作為T1發(fā)射極有源負載電阻常采用共射組態(tài)甲類功率輸出級電路如圖。特點：AI高，輸入阻抗高，輸出阻抗低。所以它既具有較大的功率又有很強的帶載能力。Po/ PDc=25%實際1020可見

2、甲類工作狀態(tài)的效率極低：原因是靜態(tài)工作點的存在。第3頁，共16頁，2022年，5月20日，14點40分，星期一二、乙類功率輸出級原理：當Ui為正弦信號正半周， T2截止， T1導通， Uo隨Ui變化；互補對稱乙類推挽輸出級(一)乙類推挽輸出級工作原理1.互補對稱乙類推挽輸出級結構：由T1(NPN管)和T2(PNP管)分別與負載RL連成射極跟隨器， T1 、 T2管的輸出特性對稱。故輸出完整波形。當Ui為正弦信號負半周， T1截止， T2導通， Uo隨Ui變化：第4頁，共16頁，2022年，5月20日，14點40分，星期一圖6-29 乙類輸出特性（二）乙類推挽輸出級的功率分析Uom = Ec-

3、Uce1第5頁，共16頁，2022年，5月20日，14點40分，星期一忽略三極管的飽和壓降，Uom = Ec - Uce1Ec,負載上的最大不失真功率為1.交流輸出功率Po2電源提供的直流功率PDC電源供給每管的直流功率為:電源提供給雙管的直流功率為:電源提供給雙管的最大直流功率為:2PDC(單)每管半周平均電流為：第6頁，共16頁，2022年，5月20日，14點40分，星期一3功率轉(zhuǎn)換效率當Uom = EC 時效率最大，乙類推挽輸出級的最大效率可達78.5%，考慮到損耗和改善波形失真問題，實際70%。第7頁，共16頁，2022年，5月20日，14點40分，星期一4晶體管集電極功耗Pc 電源輸

4、入的直流功率，有一部分通過三極管轉(zhuǎn)換為輸出功率，剩余的部分則消耗在三極管上，形成三極管的管耗。 令 ，可求得Pc=Pcmax時的將此式代入上式可求得集電極最大功耗為：第8頁，共16頁，2022年，5月20日，14點40分，星期一5. PC與Po關系曲線（如圖） P Cmax=Po =50%OM Po, PC;N點 Po= P omax , = max=78.5% 此時，Pc=0.273Po0.2PoMN Po PC, ;M點Pc與Po的關系poPCPc=Po,=0.5Pc=0.273Po=0.785MN第9頁，共16頁，2022年，5月20日，14點40分，星期一 3功率管的選擇為了確保功率管

5、的安全和輸出功率的要求，電源及輸出功率管參數(shù)的選擇原則如下：1）已知Pomax與RL，選擇電源UCC，則有：2）已知Pomax，選擇管子允許的最大功耗PCM，則有：3）管子的反向擊穿電壓BUCEO當信號最大時，一管趨于飽和，而另一管趨于截止，截止管承受的最大反壓為UCC(UCC)=2UCC，所以4）管子允許的最大集電極電流ICM第10頁，共16頁，2022年，5月20日，14點40分，星期一(三)乙類推挽輸出級轉(zhuǎn)移特性第11頁，共16頁，2022年，5月20日，14點40分，星期一2.互補推挽輸出級（OCL電路）T 1 -共射激勵級,可提高輸入信號電壓幅度;T 2 ,T 3 -互補推挽輸出級T

6、 4, T 5 -給T 2 ,T 3提供小偏壓。第12頁，共16頁，2022年，5月20日，14點40分，星期一3.準互補推挽輸出級前面介紹的互補推挽功率輸出級，在大功率應用時還存在以下問題：輸出異型管（T2、T3）的輸出特性很難做到完全對稱，結果造成輸出波形上下不對稱；輸出管的值有限，會限制最大輸出功率。解決辦法：可采用由復合管構成的準互補推挽功率輸出級。1）復合管將兩個或三個晶體管按一定的原則級聯(lián)起來所構成的三端器件稱做復合管或達林頓（Darlington）管。組成復合管要遵從以下原則：（1）電流流向必須一致；（2）各極電壓必須保證所有管子工作在放大區(qū)；（3）復合管的基極電流等于第一個管子

7、的基極電流，因此復合管的類型與第一個管子的類型相同。第13頁，共16頁，2022年，5月20日，14點40分，星期一正確的復合管連接方式有四種，如圖所示。 hfe=hfe1hfe2hie=hie1+(1+hfe1)hie2復合管的電流放大系數(shù)為：復合管（a,c）的輸入電阻為復合管（b,d）的輸入電阻為hie=hie1第14頁，共16頁，2022年，5月20日，14點40分，星期一2）準互補推挽功率輸出級 T1、T2復合成NPN管，T3、T4復合成PNP管。R1和R2是為了給T2、T4的反向飽和電流提供泄放通道而加的電阻。（以免在T2、T4結溫升高時，ICBO隨溫度指數(shù)上升，引起T2、T4的ICEO迅速增大而造成惡性熱循環(huán)。）注意：準互補推挽功率輸出級只要求上下兩個復合管在總特性上相互匹配，不必一一對應匹配；也不強求上下兩個復合管管子數(shù)目相等。第15頁，共16頁，2022年，5月20日，14點40分，星期一4.單電源互