功率放大電路 (2)2

1、功率放大電路第1頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分，星期一功率電子電路是一種以向負(fù)載提供功率為主要目的的電子電路。功率電子電路大致有兩種類型：一種是將輸入信號加以放大，使負(fù)載獲得所需的信號功率；另一種是進(jìn)行交、直流電能的變換，向負(fù)載提供直流功率或交流功率。 第2頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分，星期一9.1 低頻功率放大電路低頻功率放大電路概述1.甲類放大晶體管在輸入信號的整個周期內(nèi)都處于放大狀態(tài)的放大方式稱為甲類放大。2.乙類放大晶體管只在輸入信號的半個周期內(nèi)處于放大狀態(tài)，另半個周期處于截止?fàn)顟B(tài)的放大方式稱為乙類放大。第3頁，共46頁，2022年，5月20日

2、，14點39分，星期一圖9.1.1 甲類放大 圖9.1.2 乙類放大 第4頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分，星期一3.甲乙類放大晶體管在輸入信號的半個多周期內(nèi)處于放大狀態(tài)，剩下時間處于截止?fàn)顟B(tài)，即處于甲類放大和乙類放大之間的放大方式稱為甲乙類放大。乙類放大效率高，但只有半個周期的信號得到放大，輸出波形嚴(yán)重失真。為了解決這一矛盾，可以用兩個晶體管輪流工作于正、負(fù)半周的方法來解決，這就是下面要介紹的互補(bǔ)對稱放大電路。第5頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分，星期一乙類放大互補(bǔ)對稱放大電路由于NPN管和PNP管的導(dǎo)電方向相反，因而可以用一只NPN管負(fù)責(zé)前半周期的放大，

3、而用一只PNP管負(fù)責(zé)后半周期的放大。 第6頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分，星期一圖9.1.3 乙類放大互補(bǔ)對稱放大電路第7頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分，星期一甲乙類放大互補(bǔ)對稱放大電路集成功率放大器集成功率放大器已有多種不同型號，它是由多級放大電路組成，輸入級一般都采用差分放大電路，中間級為共射放大電路，輸出級為互補(bǔ)對稱放大電路。第8頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分，星期一圖9.1.4 乙類放大互補(bǔ)對稱電路的波形 第9頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分，星期一圖9.1.5 甲乙類放大互補(bǔ)對稱放大電路 第10頁，共46頁

4、，2022年，5月20日，14點39分，星期一圖9.1.6 D2002型集成電路外形 第11頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分，星期一圖9.1.7 D2002組成的低頻功放電路 第12頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分，星期一9.2直流穩(wěn)壓電源整流電路1.單相橋式整流電路將交流電能轉(zhuǎn)換成直流電能的過程稱為整流，完成這一轉(zhuǎn)換的電路稱為整流電路第13頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分，星期一圖9.2.1 單相橋式整流電路第14頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分，星期一圖9.2.2 整流橋第15頁，共46頁，2022年，5月20日，14

5、點39分，星期一濾波器1.電容濾波器(C濾波器)第16頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分，星期一圖9.2.3 接有電容濾波器的單相橋式整流電路 2.電感電容濾波器(LC濾波器）第17頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分，星期一圖9.2.4 電感電容濾波電路 第18頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分，星期一9.2.3 直流穩(wěn)壓電源經(jīng)整流和濾波后的電壓往往會隨交流電源電壓的波動和負(fù)載的變化而變化。電壓的不穩(wěn)定有時會產(chǎn)生測量和計算的誤差，引起控制裝置的工作不穩(wěn)定，甚至根本無法正常工作。特別是精密電子測量儀器、自動控制、計算裝置及晶閘管的觸發(fā)電路等都要求有

6、很穩(wěn)定的直流電源供電。1.穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路最簡單的直流穩(wěn)壓電源是采用穩(wěn)壓管來穩(wěn)定電壓的。引起電壓不穩(wěn)定的原因是交流電源電壓的波動和負(fù)載電流的變化。第19頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分，星期一圖9.2.5 穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路 第20頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分，星期一2.集成穩(wěn)壓電源(1)固定輸出的三端集成穩(wěn)壓器基本應(yīng)用電路第21頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分，星期一圖9.2.6 固定輸出三端集成穩(wěn)壓器 第22頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分，星期一圖9.2.7 固定輸出三端集成穩(wěn)壓器基本應(yīng)用電路第23頁，共46頁，202

7、2年，5月20日，14點39分，星期一擴(kuò)展輸出電壓的應(yīng)用電 圖9.2.8 提高輸出電壓電路 第24頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分，星期一同時輸出正負(fù)電壓的電路 圖9.2.9 雙向穩(wěn)壓電路 第25頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分，星期一(2)可調(diào)輸出的三端集成穩(wěn)壓器圖9.2.10 W317應(yīng)用線路第26頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分，星期一開關(guān)穩(wěn)壓電路串聯(lián)穩(wěn)壓電路的調(diào)整管工作在放大狀態(tài)，當(dāng)負(fù)載電流較大時，調(diào)整管會產(chǎn)生很大的功耗。為降低調(diào)整管的管耗，可使調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)。這樣調(diào)整管只有在由飽和導(dǎo)通轉(zhuǎn)換到截止或由截止轉(zhuǎn)換到飽和導(dǎo)通的瞬間，

8、才進(jìn)入放大區(qū)而消耗一定的能量。這種調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)的穩(wěn)壓電路稱為開關(guān)穩(wěn)壓電路。1.脈寬調(diào)制式串聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電路第27頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分，星期一圖9.2.11 脈寬調(diào)制式串聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電路 第28頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分，星期一2.工作過程3.穩(wěn)壓原理第29頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分，星期一圖9.2.12 變動引起的自動調(diào)整過程 第30頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分，星期一9.3 晶閘管和可控整流電路 晶閘管1.基本結(jié)構(gòu)晶閘管是具有3個PN結(jié)的四層結(jié)構(gòu)2.工作原理第31頁，共46頁，2022

9、年，5月20日，14點39分，星期一通過圖的實驗電路可以說明晶閘管的工作原理。(1)晶閘管導(dǎo)通(表示燈亮)必須同時具備兩個條件：第一，晶閘管的陽極與陰極之間要加正向電壓；第二，控制極與陰極之間也要加正向電壓(實際上加正觸發(fā)脈沖)。第32頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分，星期一(2)晶閘管導(dǎo)通后，斷開控制極(圖9.3.3(b)所示)，晶閘管繼續(xù)導(dǎo)通，即晶閘管一旦導(dǎo)通后，控制極就失去控制作用(是對普通晶閘管而言)。第33頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分，星期一(3)要使晶閘管從導(dǎo)通轉(zhuǎn)為阻斷(截止)，必須切斷陽極電源，或在陽極與陰極之間加反向電壓，或?qū)㈥枠O電流減小

10、到某一數(shù)值(維持電流)以下。第34頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分，星期一3.伏安特性圖9.3.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)及其表示符號 第35頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分，星期一圖9.3.2 晶閘管的結(jié)構(gòu)和外形 第36頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分，星期一圖9.3.3 晶閘管導(dǎo)通實驗電路圖第37頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分，星期一圖9.3.4 晶閘管的伏安特性曲線 第38頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分，星期一目前我國生產(chǎn)的晶閘管的型號及其含義如下：第39頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分

11、，星期一雙向晶閘管圖9.3.5 雙向晶閘管及交流調(diào)壓電路第40頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分，星期一可關(guān)斷晶閘管圖9.3.6 可關(guān)斷晶閘管及直流調(diào)壓電路第41頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分，星期一可控整流電路圖9.3.7 單相橋式半控整流電路 第42頁，共46頁，2022年，5月20日，14點39分，星期一9.4絕緣門極雙極型晶體管 晶閘管只能控制其導(dǎo)通，不能控制其關(guān)斷，稱為半控型器件；大功率雙極型晶體管(Great Transistor ， GTR)、功率金屬氧化物場效應(yīng)管(Power Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor ， P-MOSFET)、絕緣門極雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor ， IGB