功率輸出級電路

功率輸出級電路第一頁，共十六頁，編輯于2023年，星期日

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。第二頁，共十六頁，編輯于2023年，星期日一、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。η＝Po/PDc=25%實際η＝10％～20％可見甲類工作狀態(tài)的效率極低：原因是靜態(tài)工作點的存在。第三頁，共十六頁，編輯于2023年，星期日二、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(jié)構(gòu)：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：第四頁，共十六頁，編輯于2023年，星期日圖6-29乙類輸出特性（二）乙類推挽輸出級的功率分析Uom=

Ec-

Uce1第五頁，共十六頁，編輯于2023年，星期日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：第六頁，共十六頁，編輯于2023年，星期日3．功率轉(zhuǎn)換效率η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%。第七頁，共十六頁，編輯于2023年，星期日4．晶體管集電極功耗Pc

電源輸入的直流功率，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：第八頁，共十六頁，編輯于2023年，星期日5.PC與Po關(guān)系曲線（如圖）PCmax=Poη=50%O→MPo↑,PC↑;N點

Po=Pomax,η=ηmax=78.5%此時，Pc=0.273Po0.2PoM→NPo↑PC↓,η↑;M點Pc與Po的關(guān)系poPCPc=Po,=0.5Pc=0.273Po=0.785MN第九頁，共十六頁，編輯于2023年，星期日

3．功率管的選擇為了確保功率管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第十頁，共十六頁，編輯于2023年，星期日(三)乙類推挽輸出級轉(zhuǎn)移特性第十一頁，共十六頁，編輯于2023年，星期日2.互補推挽輸出級（OCL電路）T1--共射激勵級,可提高輸入信號電壓幅度;T2,T3--互補推挽輸出級T4,T5--給T2,T3提供小偏壓。第十二頁，共十六頁，編輯于2023年，星期日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(yīng)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(jié)果造成輸出波形上下不對稱；輸出管的β值有限，會限制最大輸出功率。解決辦法：可采用由復(fù)合管構(gòu)成的準互補推挽功率輸出級。1）復(fù)合管將兩個或三個晶體管按一定的原則級聯(lián)起來所構(gòu)成的三端器件稱做復(fù)合管或達林頓（Darlington）管。組成復(fù)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(fù)合管的基極電流等于第一個管子的基極電流，因此復(fù)合管的類型與第一個管子的類型相同。第十三頁，共十六頁，編輯于2023年，星期日正確的復(fù)合管連接方式有四種，如圖所示。hfe=hfe1hfe2hie=hie1+(1+hfe1)hie2復(fù)合管的電流放大系數(shù)為：復(fù)合管（a,c）的輸入電阻為復(fù)合管（b,d）的輸入電阻為hie=hie1第十四頁，共十六頁，編輯于2023年，星期日2）準互補推挽功率輸出級

T1、T2復(fù)合成NPN管，T3、T4復(fù)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(jié)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(fù)合管在總特性上相互匹配，不必一一對應(yīng)匹配；也不強求上下兩個復(fù)合管管子數(shù)目相等。第十五頁，共十六頁，編輯于2023年，星