《功率放大电路》ppt课件

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1、第9章功率放大电路9.1功率放大电路概述9.2互补对称功率放大电路9.3集成功率放大器9.1低频功率放大电路概述9.1.1分类图9–1甲类、乙类、甲乙类功率放大电路的工作状态示意图按晶体管导通时间不同，可分为甲类、乙类、甲乙类等实际的放大电路中，输出信号要驱动一定的负载装置，如收音机中扬声器的音圈、电动机控制绕组、计算机监视器或电视机的扫描偏转线圈等。所以，实际的多级放大电路除了应有电压放大级外，还要求有一个能输出一定信号功率的输出级，这类主要用于向负载提供功率的放大电路常称为功率放大电路。甲类功率放大电路的特征是在输入信号的整个周期内，晶体管

2、均导通；乙类功率放大电路的特征是在输入信号的整个周期内，晶体管仅在半个周期内导通；甲乙类功率放大电路的特征是在输入信号的整个周期内，晶体管导通时间大于半周而小于全周。小信号放大电路中（如共射放大电路），在输入信号的整个周期内，晶体管始终工作在线性放大区域，故属甲类工作状态。本章将要介绍的OCL、OTL功放工作在乙类或甲乙类状态。按照放大信号的频率，分为低频功放和高频功放。前者用于放大音频范围（几十赫兹到几十千赫兹）的信号，后者用于放大射频范围（几百千赫兹到几十兆赫兹）的信号。本课程仅介绍低频功放。9.1.2功率放大电路的特点及主要技术指标1.输出

3、功率要足够大如输入信号是某一频率的正弦信号,则输出功率表达式为式中,Io、Uo分别为负载RL上的正弦信号的电流、电压的有效值。如用振幅值表示,,代入公式(9-1),则（9-1）（9-2）最大输出功率POM是指在正弦输入信号下，输出波形不超过规定的非线性失真指标时，放大电路最大输出电压和最大输出电流有效值的乘积。2.效率要高放大电路输出给负载的功率是由直流电源提供的。在输出功率比较大时，效率问题尤为突出。如果功率放大电路的效率不高，不仅造成能量的浪费，而且消耗在电路内部的电能将转换为热量，使管子、元件等温度升高而损毁。为定量反映放大电路效率的高低，

4、定义放大电路的效率为η,式中，Po为信号输出功率，PE为直流电源向电路提供的功率。可见，效率反映了功放把电源功率转换成输出信号功率（即有用功率）的能力，表示了对电源功率的转换率。(9-3)3.非线性失真要尽量小在功率放大电路中，晶体管处于大信号工作状态，因此输出波形不可避免地产生一定的非线性失真。在实际的功率放大电路中，应根据负载的要求来规定允许的失真度范围。4、分析估算采用图解法由于功放中的晶体管工作在大信号状态，因此分析电路时，不能用微变等效电路分析方法，可采用图解法对其输出功率和效率等指标作粗略估算。5、功放中晶体管的保护及散热问题在功

5、率放大电路中，为使输出功率尽可能大，晶体管往往工作在接近管子的极限参数状态，即晶体管集电极电流最大时接近ICM（管子的最大集电极电流），管压降最大时接近UCEO（管子c-e间能承受的最大管压降），耗散功率最大时接近PCM（管子的集电极最大耗散功率）。因此，在选择功放管时，要特别注意极限参数的选择，以保证管子的安全使用。当晶体管选定后，需要合理选择功放的电源电压及工作点，甚至需要对晶体管加散热措施，以保护晶体管，使其安全工作。功率放大电路的主要技术指标为最大输出功率和转换效率。2.改善器件的散热条件普通功率三极管的外壳较小,散热效果差,所以允许的耗

6、散功率低。当加上散热片,使得器件的热量及时散热后,则输出功率可以提高很多。例如低频大功率管3AD6在不加散热片时,允许的最大功耗Pcm仅为1W,加了120mm×120mm×4mm的散热片后,其Pcm可达到10W。在实际功率放大电路中,为了提高输出信号功率,在功放管一般加有散热片。9.1.3提高输出功率的方法提高电源电压9.1.4提高效率的方法提高效率对于功率放大电路来说非常重要，那么，怎样才能最大限度地提高效率呢？在放大电路中，在保证输出信号不失真的情况下，应将放大电路的工作点选得尽可能低，以便减小静态工作点电流，降低静态功率损耗。损耗小了，电路

7、的效率自然就提高了。所以，放大电路的效率与静态工作点的位置有着密切的关系。乙类和甲乙类放大电路的静态工作点较低，故效率较高，理想情况下最高可达78.5%，但随着静态工作点的降低，集电极电流波形产生了较为严重的截止失真，这样的输出波形显然是不允许的。通过采取适当的电路结构，可以使电路既保持管耗小的优点，又不至于产生较大的失真，这样就解决了提高效率和非线性失真严重之间的矛盾。9.2互补对称功率放大电路9.2.1双电源互补对称电路(OCL电路)图9–2双电源互补对称电路1、电路组成及工作原理设两管的门限电压均等于零。当输入信号ui=0,则ICQ=0,两

8、管均处于截止状态,故输出uo=0。当输入端加一正弦信号,在正半周时,由于ui>0,因此V1导通、V2截止,ic1流过负载电阻RL;在负半