《功率放大电路 》ppt课件

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1、第8章功率放大电路8.1功率放大电路的特点与分类8.3互补推挽乙类功率放大电路8.1功率放大电路的特点与分类以提供负载足够大的功率为主要目的的放大器，称为功率放大器。从能量控制的观点来看，功率放大器和电压放大器没有本质的区别。但是，两者所要完成的任务不同。电压放大器的主要要求是使负载得到不失真的电压信号，讨论的主要指标是电压放大倍数、输入和输出电阻等，输出功率并不一定大。而功率放大器则不同，它主要要求获得一定的不失真的输出功率，通常是在大信号状态下工作，因此，功率放大器包含着一系列电压放大器中没有过的特殊

2、问题。1.功率放大电路的特点(1)输出功率尽可能大。晶体管常常在接近极限运用状态下工作。(2)能量转换效率要高。效率为负载所得到的有用信号功率和电源供给的直流功率的比值。一般输出电流都比较大。(3)非线性失真要小。放大器工作在大信号下，不可避免地会产生非线性失真，而且对同一功放管输出功率越大，则非线性失真越严重。所以输出功率和非线性失真成为一对主要矛盾。(4)要考虑功放管的安全工作的问题。(5)以图解法为主要的分析方法。注意：因为在大信号下工作，所以小信号等效电路模型不再适用。2.工作状态分类（根据直流工

3、作点的位置不同）甲类（A类）：工作点Q设在放大区，对于输入信号为正弦波的整个周期内ic0，即三极管在整个周期都导通。因此导通角=。(a)甲类(导通角为180°)乙类（B类）：工作点选在截止点，ICQ=0，因此只有在输入信号的半个周期内有ic，导通角=/2。(b)乙类(导通角为90°)(c)丙类(导通角＜90°)丙类（C类）：Q点在选在截止区以内，晶体管只有不到半周导通（导通角小于90o）,导通角0<</2。甲乙类（AB类）：工作点选在放大区中靠近截止区的地方，导通角/2<<。iCt0i

4、CuBEQ(d)π2π0甲类：非线性失真小，但效率低。且ICQ≠0。乙类：非线性失真大，但效率高。丙类：主要用于高频功率放大器中。8.2甲类功率放大电路一、电路如图8.2.1所示，采用变压器耦合电路，充分利用管子的输出功率能力，使电流、电压的摆幅都大。（RL小→电流摆幅大，电压摆幅小；RL大，反之）式中，n=N1/N2。若RL太小，则要求R′L＞RL，n＞1，变压器为降压变压器；反之，若RL太大，而要求R′L＜RL,n＜1,则采用升压变压器。已知RL和最佳R′L，即可确定变压比n的值。图8.2.1甲类功放

5、电路及交、直流负载线(a)电路；(b)交、直流负载线图8.2.1甲类功放电路及交、直流负载线(a)电路；(b)交、直流负载线二、功率与效率的计算1.电源供出功率PE可见，PE是一个固定不变的值，与信号的有无或大小均无关。(9—3)式中UC和IC分别为集电极交流电压和电流的振幅，信号越大，UC、IC越大，输出功率也将增大。在最佳负载和工作点的情况下，最大交流振幅为(9—4)2.负载得到的交流功率PL设变压器效率ηT=1,则，即此时，最大输出功率PLm为(9—5)3.管子功耗PC当信号为零时，PL=0，PCm

6、=PE，电源功率全部变为管耗；而当信号增大时，部分电源直流功率转换为有用的交流功率，管耗反而下降。4.转换能量的效率η(9—7)当信号最强，UCm=UCC,ICm=ICQ时，效率达到最高：(9—8)可见，A类放大器无信号时，效率为零，而信号最强时最大效率也只有50%。这是A类放大器的致命弱点，也是晶体管功率放大器极少采用A类放大器的原因。8.3互补推挽乙类功率放大电路8.3.1双电源互补推挽乙类功率放大电路(OCL电路)OCL（OutputCapacitorLess）：无输出电容的功率放大器，也简称为互补

7、对称功率放大器。1.电路结构及工作原理如图8.3.1所示，其电路形式和集成运放的输出级是相同的。V1、V2均工作在乙类：(静态时uo=0)ui为正半周时，V1导通；V2截止。iC1流入负载→uo>0。ui为负半周时，V1截止；V2导通。iC2流出负载→uo<0。图8.3.1互补推挽乙类功率放大电路的原理电路该电路具有以下特点:（1）电源静态功耗为零；（V1、V2截止）（2）两只晶体管交替导通，合成一个不失真的输出信号;（3）带负载能力强。（CC组态）2.功率与效率的计算电路的负载线和工作点位置如图8.3.

8、2所示。图8.3.2互补推挽乙类功放的输出特性(a)V1的输出特性；(b)V2的输出特性图8.3.2互补推挽乙类功放的输出特性(c)组合输出特性(1)输出交流功率PoV1、V2为半周工作，但负载电流却是完整的正弦波。令，称之为电压利用系数，那么式(8.3.3)可改写为(8.3.3)信号越大，Uo增大，电压利用率也增大。若忽略集电极饱和电压，则最大ξ=1，故最大输出功率Pom为(8.3.5)(8.3.4)(2)电源提供的功率PE