第八章功率電路及系統(tǒng)

第八章功率電路及系統(tǒng)第1頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月23三月2024模擬電子技術(shù)21.負(fù)載得到的交流功率PL2.電源供出功率PE3.管子功耗PC

4.轉(zhuǎn)換能量的效率η8—1—2甲類(A類)功率放大器一、電路二、功率與效率的計(jì)算第2頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月23三月2024模擬電子技術(shù)38—1—3互補(bǔ)跟隨乙類(B類)功率放大器一、雙電源互補(bǔ)跟隨乙類功率放大器(OCL電路)1.電路2.功率與效率的計(jì)算1)輸出交流功率PL2)電源提供的功率3)每管轉(zhuǎn)換能量的效率η4)每個(gè)管子損耗PC第3頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月23三月2024模擬電子技術(shù)43.選擇功率管(1)已知PLm及RL，選UCC(2)已知PLm，選擇管子允許的最大功耗PCM(3)管子的擊穿電壓U(BR)CEO(4)管子允許的最大電流ICM第4頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月23三月2024模擬電子技術(shù)5第8章功率電路及系統(tǒng)（1）了解功率放大電路的類型及特點(diǎn)。（2）了解功率放大電路最大輸出功率和轉(zhuǎn)換效率的分析方法。（3）掌握乙類推挽功率放大器的電路組成、工作原理、分析方法和性能特點(diǎn)。第5頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月23三月2024模擬電子技術(shù)68—1功率放大器8—1—1功率放大器的特點(diǎn)及工作狀態(tài)分類一、特點(diǎn)(1)給負(fù)載提供不失真的、足夠大的功率。(3)分析方法以圖解法為主。(2)大信號(hào)工作。以提供給負(fù)載足夠大的功率為主要目標(biāo)的放大器。第6頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月23三月2024模擬電子技術(shù)7(4)提高效率成為重要的關(guān)注點(diǎn)。(5)非線性失真與其他交流指標(biāo)間的矛盾突出。

在效率高、非線性失真小、安全工作的前提下，向負(fù)載提供足夠大的功率。對(duì)功率放大器的要求(6)功率器件的安全問題必須考慮。第7頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月23三月2024模擬電子技術(shù)8圖8—1放大器的工作狀態(tài)分類(a)A類(導(dǎo)通角為360°)非線性失真小，但能量轉(zhuǎn)換效率太低。理想情況下信號(hào)在360°內(nèi)變化，管子均導(dǎo)通。二、工作狀態(tài)分類第8頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月23三月2024模擬電子技術(shù)9(b)B類(導(dǎo)通角為180°)圖8—1放大器的工作狀態(tài)分類非線性失真大，但能量轉(zhuǎn)換效率很高?？赏ㄟ^改進(jìn)電路結(jié)構(gòu)，減小非線性失真。理想情況下工作點(diǎn)Q選在截止點(diǎn)，管子只有半周導(dǎo)通，另外半周截止。第9頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月23三月2024模擬電子技術(shù)10(c)C類(導(dǎo)通角＜180°)圖8—1放大器的工作狀態(tài)分類主要用于高頻功放中。進(jìn)一步提高能量轉(zhuǎn)換效率。工作點(diǎn)Q選在截止點(diǎn)下面，信號(hào)導(dǎo)通角小于180°第10頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月23三月2024模擬電子技術(shù)11圖8—2(a)甲類功放電路8—1—2甲類(A類)功率放大器一、電路變壓器耦合，在ICQ一定時(shí)，通過調(diào)整變壓比，使負(fù)載獲得最大功率。第11頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月23三月2024模擬電子技術(shù)12圖8—2(b)甲類功放電路的交、直流負(fù)載線mm第12頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月23三月2024模擬電子技術(shù)13最佳負(fù)載情況下：1.負(fù)載得到的交流功率PL設(shè)變壓器效率ηT=1,則，即二、功率與效率的計(jì)算第13頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月23三月2024模擬電子技術(shù)142.電源供出功率PEPE固定不變，與交流信號(hào)的大小或有無均無關(guān)。第14頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月23三月2024模擬電子技術(shù)153.管子功耗PC

4.轉(zhuǎn)換能量的效率η當(dāng)Ucm(max)=UCC,Icm(max)=ICQ時(shí)，效率達(dá)到最高第15頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月23三月2024模擬電子技術(shù)168—1—3互補(bǔ)跟隨乙類(B類)功率放大器OTL、OCL、BTL、變壓器耦合式等。OTL：OutputtransformerlessOCL：OutputcapacitorlessBTL：Balancedtransformerless（橋式推挽電路）第16頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月23三月2024模擬電子技術(shù)17圖8—3互補(bǔ)跟隨乙類功率放大器(OCL電路)一、雙電源互補(bǔ)跟隨乙類功率放大器(OCL電路)1.電路第17頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月23三月2024模擬電子技術(shù)18圖8-3-1OCL電路中晶體管輸入回路工作示意圖第18頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月23三月2024模擬電子技術(shù)192.功率與效率的計(jì)算圖8—4互補(bǔ)跟隨乙類功放負(fù)載線及工作點(diǎn)

(a)單管負(fù)載線；(b)雙管負(fù)載線第19頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月23三月2024模擬電子技術(shù)200iC2uCE2Q(0,-UEE)UEERLuCE1iC10Ucem(max)Q(0,UCC)UCCRL圖8—4—1

互補(bǔ)跟隨乙類功放單管負(fù)載線及工作點(diǎn)第20頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月23三月2024模擬電子技術(shù)21圖8—4互補(bǔ)跟隨乙類功放負(fù)載線及工作點(diǎn)(a)單管負(fù)載線；(b)雙管負(fù)載線乙類互補(bǔ)功率放大電路波形的合成.avi第21頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月23三月2024模擬電子技術(shù)221)輸出交流功率PLV1、V2為半周工作，但負(fù)載電流卻是完整的正弦波。第22頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月23三月2024模擬電子技術(shù)23信號(hào)增大，Uom增大，電壓利用率也增大。若忽略集電極飽和電壓，則最大ξ=1，故令稱之為電壓利用系數(shù)，那么第23頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月23三月2024模擬電子技術(shù)24當(dāng)信號(hào)為零時(shí)，工作點(diǎn)接近于截止點(diǎn)，ICQ=0，電源不提供功率；而隨著信號(hào)的增大，iC增大，電源提供的功率也將隨之增大。這點(diǎn)與A類功放有本質(zhì)的差別。2)電源提供的功率第24頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月23三月2024模擬電子技術(shù)25當(dāng)信號(hào)最大時(shí)，Uom(max)≈UCC，所以PE=UCC·(iC1的直流分量)+|UEE|·(iC2的直流分量)第25頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月23三月2024模擬電子技術(shù)263)每管轉(zhuǎn)換能量的效率η當(dāng)信號(hào)最大，ξ=1時(shí)，效率達(dá)到最高：B類的效率遠(yuǎn)比A類的高。信號(hào)越大，效率越高。第26頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月23三月2024模擬電子技術(shù)274)每個(gè)管子損耗PC可見，每個(gè)管子的損耗PC是輸出信號(hào)振幅的函數(shù)。將PC對(duì)Uom求導(dǎo)，可得出最大管耗PCm。令第27頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月23三月2024模擬電子技術(shù)28得出，當(dāng)時(shí)，每管的損耗最大：第28頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月23三月2024模擬電子技術(shù)293.選擇功率管(1)已知PLm及RL，選UCC，則(2)已知PLm，選擇管子允許的最大功耗PCM。管子允許的最大功耗例如要求最大輸出功率為10W時(shí)則只要選用兩個(gè)額定管耗大于2W的管子就可以了。第29頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月23三月2024模擬電子技術(shù)30(3)管子的擊穿電壓U(BR)CEO。第30頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月23三月2024模擬電子技術(shù)31(4)管子允許的最大電流ICM。第31頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月23三月2024模擬電子技術(shù)32作業(yè)8-18-2第32頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月23三月2024模擬電子技術(shù)33功率放大器也可稱為多級(jí)放大器的功率輸出級(jí)。電壓放大器：一般電壓放大器為小信號(hào)放大器；以獲得電壓增益為主；主要考慮通頻帶等參數(shù)；功率放大器：為大信號(hào)放大器（單級(jí)）；以獲得功率增益為主（大電壓大電流）；主要考慮輸出功率，非線性失真，安全保護(hù)等參數(shù)；第33頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月23三月2024模擬電子技術(shù)34幾