模电第八章课件.ppt

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1、第八章功率放大电路与直流稳压电源8.1功率放大电路8.2线性直流稳压电源8.1功率放大电路8.1.1功率放大电路的特点与提高效率的途径8.1.2互补推挽功率放大电路8.1.3集成功率放大器8.1.4变压器耦合推挽功率放大电路8.1.5功率器件8.1.1功率放大电路的特点与提高效率的途径1.功率放大电路的用途与提高效率的途径一个多级放大器常常是由前置放大级和功率放大级所组成的放大器方框图功率放大电路通常工作在大信号状态，所以它跟小信号放大电路相比，有其本身的特点：（1）要求输出足够大的功率（2）效率要高集电极

2、效率（3）非线性失真要小（4）要考虑功放管的散热和保护问题（5）在分析方法上，通常采用图解法。对功率放大电路的要求是：在保证晶体管安全工作的条件下和允许失真的范围内，充分发挥其潜力，输出尽量大的功率，同时还要减小管子的损耗，以提高其效率。2.功率放大电路提高效率的主要途径要提高功率放大电路的效率，必须在获得相同输出功率时降低管耗。甲类放大----输入信号的整个周期内均有电流流过管子即管子在一周内都导通的工作方式。乙类放大----管子在一个周期内只有半个周期导通的工作方式。甲乙类放大----管子在一个周期内有

3、半个周期以上导通的工作方式。三种不同类型功率放大电路的工作情况(a)甲类放大(b)甲乙类放大(c)乙类放大例下图(a)所示变压器耦合的共射放大器工作于甲类状态，设，管子的，其输出特性曲线如图(b)所示。(1)求电路的静态工作点Q，并求静态时，电源供给功率及三极管消耗功率。(2)忽略管子的，并设变压器是理想的，问如何调节变压器的变比，使电路在充分激励下，可在负载上获得最大不失真输出功率，并求此最大不失真输出功率及电路的最大效率。原理电路图解分析解(1)静态静态工作点Q在静态时，变压器原边线圈对直流短路，故有：

4、由于直流负载为0，故直流负载线是自出发的一条横轴的垂线EF，如图所示而在基极回路中，有：再根据图中管子的输出特性可图解得到：所以工作点为Q（6V，16mA）电源供给功率忽略基极回路消耗功率，则电源供给功率为：三极管消耗功率可见此时电源供给功率基本上由三极管消耗。(2)动态变压器变比n的确定动态时由于变压器是理想的，故集电极回路的等效交流负载为，因此交流负载线的斜率为，且交流负载线通过Q点。在充分激励的情况下，电路有最大不失真输出电压的条件是Q点平分交流负载线MN，如图所示。此时负载上将得到最大的不失真输出功

5、率。若忽略管子的，M、N点的横坐标分别近似为和零，上述条件可表为：即要求：这可通过调节变压器变比n来获得，即：最大不失真输出功率在充分激励下，，因此最大不失真输出功率为：管子消耗功率(mW)电源供给功率可见，此时电源供给功率与静态时相同，并且有最大效率甲类功放有以下特点：1.在输入信号的整个周期内均有电流流过管子,即iC>0。2.产生的信号失真较小。3.电源始终不断地输送功率,在没有信号输入时(即静态),这些功率全部消耗在管子上；当有信号输入时(即动态),其中一部分转化为有用的输出功率,信号愈大,输送给负载

6、的功率愈多。4.效率较低。理想情况下,其最大效率为50%。虽然甲乙类和乙类放大的效率较高,但它们的输出波形都出现了严重的失真,因此甲乙类和乙类放大必须妥善解决效率和失真的矛盾,这就需要在电路结构上采取措施。甲类功放有以下特点：1.在输入信号的整个周期内均有电流流过管子，即iC>0。2.产生的信号失真较小。3.电源始终不断地输送功率，在没有信号输入时(即静态)，这些功率全部消耗在管子上；当有信号输入时(即动态)，其中一部分转化为有用的输出功率，信号愈大，输送给负载的功率愈多。4.效率较低。理想情况下，其最大效

7、率为50%。8.1.2互补推挽功率放大电路1.乙类互补推挽放大电路（1）电路的引出互补推挽电路：在静态时管子不导通；而在有信号时，T1、T2轮流导电，输出完整的正弦波。由于两个管子互补，轮流导通，所以这种电路通常被称为互补推挽电路(OCL电路)。（2）乙类互补推挽电路主要参数估算乙类互补推挽电路图解分析主要参数的估算1.输出功率Po最大不失真输出功率为：2.直流电源供给功率PV3.效率4.管耗总管耗若:可得：当时，PT达到最大最大管耗与最大输出功率的关系为：PTmax0.4Pomax每管的最大管耗为：P

8、T1max=PT2max0.2Pomax可绘出Po、PV和PT与Uom的归一化关系曲线,其中横坐标为Uom/VCC，纵坐标为Po、PV和PT对Pomax的归一化值。5.功率管参数的选择·U(BR)CEO的选择U(BR)CEO2VCC·ICM的选择ICMVCC/RL·PCM的选择PCM0.2Pomax（1）交越失真当输入信号ui低于某个数值时,T1和T2管都截止,iC1和iC2几乎为零,负载RL上无