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时间:2020-03-18
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1、什么是功率放大器?在电子系统中,模拟信号被放大后,往往要去推动一个实际的负载。如使扬声器发声、继电器动作、仪表指针偏转等。推动一个实际负载需要的功率很大。能输出较大功率的放大器称为功率放大器。§7.1功率放大电路概述7.1.1对功率放大电路的一般要求例:扩音系统实际负载功率放大电压放大信号提取对功率放大电路的要求主要有以下几方面:①根据负载要求,提供所需要的输出功率。最大输出功率:指在正弦输入信号下,输出不超过规定的非线性指标时,放大电路最大输出电压和最大输出电流有交值的乘积。在共射接法下:②具有较
2、高的效率。③尽量减小非线性失真。④半导体三极管的散热问题。在分析方法,由于晶体管处于大信号下工作,故通常采用图解法。7.1.2功率放大器提高效率的主要途径功率放大电路必须考虑效率问题。提高效率的主要途径就是降低静态时的工作电流。三极管根据导通时间(导通角)可分为如下几种常见状态。甲类-------三极管360°导电;甲乙类-----三极管180°~360°导电乙类-------三极管180°导电静态工作Q对放大器工作状态的影响如下图所示:甲类功放的功率即使在理想情况下其效率最高也只能达到50%。怎样
3、才能使电源供给的功率大部分转化为有用的信号输出功率呢?从甲类放大电路中我们知道,静态电流是造成晶体管功耗的主要因素。如果把静态工作点Q向下移动,使信号等于零时电源输出的功率也等于零(或很小),信号增大时电源供给的功率也随之增大,这样电源供给功率及管耗都随着输出功率的大小而变,也就改变了甲类放大时效率低的状态。工作点降低后分别对应为甲乙类和乙类功放。甲乙类和乙类放大,虽然减小了静态功耗,提高了效率,但都出现了严重的波形失真,因此,既要保持静态时管耗小,又要使失真不太严重,这就需要在电路结构上采取措施。
4、常见的有无输出变压器功放(OTL)和无输出电容功放(OCL)。§7.2互补对称式功率放大电路取两个类型不同(NPN和PNP),但特性相同的晶体管VT1、VT2串接在电路中,使其中一个晶体管工作在输入信号的正半周期,而另一个晶体管工作在输入信息的负半周期,则称这种工作方式为互补对称式。T1、T2两个管子交替工作,在负载上得到完整的正弦波。一、乙类OCL功放工作原理(设ui为正弦波)ic1静态时:ui=0Vic1、ic2均=0(乙类工作状态)uo=0V动态时:ui0VT1截止,T2导通ui>0VT
5、1导通,T2截止iL=ic1;iL=ic27.2.1无输出电容的互补对称式功率放大器(OCL)ic2乙类OCL功放输入输出波形图uiuououo´交越失真死区电压tuo交越失真uit乙类OCL功放的缺点:存在交越失真静态时:T1、T2两管发射结电压分别为二极管D1、D2的正向导通压降,致使两管均处于微弱导通状态——甲乙类工作状态动态时:设ui加入正弦信号。正半周T2截止,T1基极电位进一步提高,进入良好的导通状态;负半周T1截止,T2基极电位进一步降低,进入良好的导通状态。二、甲乙类OCL功放工
6、作原理uB1tUTtiBIBQICQiCuBEiBib特点:存在较小的静态电流ICQ、IBQ。每管导通时间大于半个周期,基本不失真iCQuceVCC/ReVCCIBQ甲乙类OCL功放输入输出波形图带前置放大级的OCL互补输出功率放大器带复合管的OCL互补输出功放电路:T1:电压推动级(前置级)。T2、R1、R2:UBE扩大电路T3、T4、T5、T6:复合管构成互补对称功放。输出级中的T4、T6均为NPN型晶体管,两者特性容易对称。合理选择R1、R2,b3、b5之间可得到UBE2任意倍的电压。电路中增
7、加复合管增加复合管的目的:扩大电流的驱动能力。12晶体管的类型由复合管中的第一支管子决定。复合NPN型复合PNP型基本原理.单电源供电;.输出加有大电容。(1)静态偏置调整RW阻值的大小,可使:此时电容上电压7.2.2无输出变压器互补对称式功率放大器(OTL)(2)动态分析(电容起到了负电源的作用)Ui负半周时,T1导通、T2截止;Ui正半周时,T1截止、T2导通。总结:互补对称功放的类型互补对称功放的类型双电源电路又称OCL电路(无输出电容)单电源电路又称OTL电路(无输出变压器)7.2
8、.3桥式推挽功率放大电路(BTL)图中四只晶体管特性对称,静态时均处于截止状态,负载上电压为零。当ui>0时,VT1和VT4管导通,VT2和VT3管截止,电流如图中实线所示,负载上获得正半周电压;当ui<0时,VT2和VT3管导通,VT1和VT4管截止,电流如图中虚线所示,负载上获得负半周电压。7.2.4互补对称式功率放大器的效率功率放大器的效率公式为:先求Pomax:再求PE:OTL电路:理想情况下:得:OCL电路:§7.3集成功率放大电路LM386是一种音频集成功
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