模拟电子技术 教学课件 作者 孙余凯 23124-第5单元-功率放大电路.ppt

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1、第5单元功率放大电路第一部分任务导入•电子设备通常由多级放大器组成，而最后一级总是要推动一定的负载。•例如使扬声器发声，使电动机旋转，使继电器动作，使仪表指针偏转等。•功率放大电路常见有甲类功率放大电路、乙类功率放大电路以及甲乙类功率功率放大电路三大类，在这三类电路的基础上，又派生出了多种形式的功率放大电路，集成电路功率放大电路都是在分立元件功放的基础上发展起来的，故搞清了常用分立元件功率放大电路的工作原理，在搞清了集成电路各引脚作用的基础上，巧用集成电路功率放大电路也就迎刃而解了。•图5-1（a）所示是用功率放大电路XG2822构成的耳聋助听器电路。•适用于各种耳

2、聋程度不同的患者。•图5-2所示是用功放电路LM386构成的汽车倒车报警电路。•适用于各种车辆。图5-1功率放大电路构成的耳聋助听器电路图5-2功率放大电路构成的汽车倒车报警电路•以上是功率放大电路在2个方面的应用，由于功率放大电路可以提供足够的输出电压和电流以驱动输出执行机构，通过输出执行机构把电能转换为其他形式的能，故还可用来驱动记录仪、阴极射线管、继电器、伺服电机等，用途相当广泛。第二部分相关知识功率放大电路的类型和特点5.1OTL功率放大电路5.2OCL功率放大电路5.3BTL功率放大电路5.45.1功率放大电路的类型和特点5.1.1甲类单管功率放大电路•图

3、5-3所示是一种较典型的甲类单管功率放大电路及其相关波形。图5-3甲类单管功率放大电路及相关波形•在该电路中，C1为输入交流耦合电容，T为输出变压器，其一次绕组串接在VT1的集电极回路中，作为VT1的集电极负载，二次侧直接驱动扬声器BL，BL是一种低阻抗的发声元件，采用变压器可以起到阻抗变换作用，可以使负载获得较大的功率。•图5-3所示电路中的VT1管通过R1与R2分压得到基极偏置电压，通过T一次绕组n1得到了集电极电压。•但该电路无论有无输入信号ui，VT1始终处于导通状态，静态电流比较大，也就是VT1的集电极损耗较大，效率较低，约为35%左右。•由于图5-3所示

4、VT1的导通与输入信号无关，故称这种工作状态为甲类工作状态，通常多应用在功率较小的场合。•其输入耦合方式也可以是变压器耦合方式。5.1.2乙类推挽功率放大电路•图5-4所示是一种较典型的乙类推挽功率放大电路及其相关波形。•该电路的工作电源UCC连接在输出变压器T2一次的中间抽头处，通过2组绕组加到2个管子VT1与VT2的集电极上。图5-4乙类推挽功率放大电路及相关波形•输入信号ui通过输入变压器T1耦合，由其二次侧的两级绕组加到VT1与VT2的基极。1．电路工作特性•图5-4所示电路是由2个特性基本相同的三极管VT1与VT2组成了对称放大电路，当无信号输入时（即ui

5、=0），VT1与VT2均处于截止状态，静态工作电流近于零，当有信号输入时，才会有管子导通。•以输入信号ui为正弦波为例，其工作情况如下。（1）正半周•当输入的正弦波信号为正半周时，VT1导通、VT2截止。（2）负半周•当输入的正弦波信号为负半周时，VT2导通、VT1截止。•这样，VT1与VT2交替导通时产生的电流在输出变压器T2中合成后，就可在负载上获得纯正的正弦波。•由此可见，VT1与VT2只有在输入信号的作用下才会导通，通常将这种状态称为乙类工作状态，又由于VT1与VT2是交替工作的，故称这种形式为推挽方式。2．主要特点•乙类推挽放大电路的输出功率较大，失真较小

6、，效率较高（通常可达到60%左右），故在一些低功耗的场合应用较多，但由于其需要配置输入、输出变压器，故成本较高。5.1.3甲乙类推挽功率放大电路•图5-5（a）所示是一种用2只管子构成的甲乙类推挽放大典型应用电路。•这种电路的静态工作点介于甲类和乙类之间。图5-5甲乙类推挽功率放大典型应用电路及相关波形•在图5-5（a）所示电路中Rb1、Rb2、Re组成分压式电流负反馈偏置电路，提供两管的静态偏流IBQ。•由于输入的低频信号流过Rb2到“地”时，要损失一部分，故Rb2要小一些。•适当调整上、下偏置电阻的比值可选出恰当的IBQ和ICQ，通常取两功放管集电极静态电流之和

7、，在2～4mA之间。•为了减少电源功率的消耗，Re值取得很小，小功率放大时取几欧姆，大功率放大时取零点几欧姆。5.2OTL功率放大电路5.2.1有输入变压器的OTL功率放大电路•图5-6所示是一种较典型的有输入变压器的OTL功率放大电路。•该电路中采用了2个特性相同的三极管，两组偏置电阻和发射极电阻的阻值也相同。1．无信号静态•当无信号输入电路处于静态时，VT1、VT2中流过的电流很小，电容器C上被充上了对地为1/2UCC的直流电压。2．有信号动态•当有信号输入时，输入信号的正半周使VT1导通，VT2截止，VT1的集电极电流iC1的方向如图5-6中实线箭头所示，