第6章功率放大电路ppt课件.ppt

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1、信号经过加工处理后，最后被送往负载去完成某种任务，如使扬声器发声、电机驱动等。那么，这就要求信号要有一定的功率才能驱动负载；也就是说，信号在进入负载之前，必须有一种电路使其功率得以放大。这种向负载提供功率的放大电路叫功率放大器简称功放。由于功放和负载直接相连，所以功放经常用在多级放大电路的末级。第6章功率放大电路功率放大器和电压放大器的区别：电压放大器主要作用是使负载得到不失真的电压信号而功率放大电路的主要作用是使负载得到足够大的不失真的功率。因此，功放通常在大信号下工作，它既具有电压放大作用，也具有电流放大作用。功率放大器信号负载一、功放的技术要求1、输出功率尽可能大：为

2、了得到足够大的功率，应使三极管的集电极电流IC和电压UCE有足够大的输出幅度（P=ICUCE）。IC和UCE经常在极限状态下工作——ICM、UCEM。2、效率要高：功放实质上是一个能量转换器。它把电源提供的功率通过功放转换成负载所需要的信号功率。在转换过程中，一部分功率消耗在功放管（管耗）中，转换成热量耗散发出去；另一部分功率则传递给了负载（输出功率）。因此，PS=PV+PO；所以为了提高功率的效率，应尽可能减小功耗。效率：η=PO/PS3、非线形失真要小：为了向负载提供足够大的功率，功放管要求必须工作在大信号状态下。由于三极管输出特性曲线的非线性，信号的输出范围越大，非线

3、性越突出，电路的非线性失真就越严重。4、功放管的散热和保护：在功率转换过程中，有一部分功率消耗在功放管上使功放管温度升高。为了使功放管不至于过热而损坏，通常加金属散热片，以利于散热和保护功放管二、功放的工作状态1、甲类功放：如图。1、甲类功放：(1)在输入信号的整个周期内，功放管上都有电流通过。(2)静态工作点应设立在交流负载线的中点上。在此状态下功放的输入信号越大，输出功率就越大，效率就越高。(3)理想情况下，最大效率50％，实际只能达到30~40％左右。2、乙类功放：如图。(1)在输入信号的前半个周期内，功放管上都有电流通过，后半个周期内功放管上无电流通过。(2)静态工

4、作点应设在Ic=0处。这样，静态时，功放管并不消耗功率。当输入信号加大时，输出功率变大，效率提高到了78.5%。但是，这种放大状态只能在前半个周期内三极管导通，所以存在着严重的截止失真。3、甲乙类功放：甲类功放虽然不失真，但效率低；乙类功放虽然效率高，但存在着严重的失真；为了提高效率和减小失真常采用甲乙类互补对称电路。使功放管工作在甲乙类状态下即π

5、时，IL=0，无功率输出；Ui>0（动态）时，上正下负，V1截止，V2导通，集电极C2有电流IC2通过，负载RL上有自上而下的电流IL通过;Ui<0(动态)时，上负下正，V1导通，V2截止。集电极C1有电流IC1通过，负载RL上有自下而上的电流IL通过。(3)阻抗匹配：就是把实际的负载电阻转换成电路所需的等效电阻。(4)输出功率Po、管耗P2V、电源功率PS、效率η2、无变压器输出功率放大器—OTL电路OTL电路，就是无电变压器输出电路，在结构上采用单电源供电，一个NPN型三极管和一个PNP型三极管，在发射极与负载之间加一电容，如图。每个管子的最大输出电压为VCC/2.V

6、k=VCC/2，管子V1、V2处于微导通状态。输出功率和效率的计算如下：3、无电容输出功率放大器—OCL电路OCL电路，又叫无电容输出功放。易于集成，常常用在集成电路中。它由一个NPN型三极管和一个PNP型三极管对称连接而成。采用双电源供电。每个管子的最大输出电压为VOm=VCC，VK=VCC，管子V1、V2处于微导通状态。（1）工作原理：当Ui=o时V1、V2均截止，电流通过功放管，功耗为0。当Ui大于0即正半周时，V1导通，V2截止，有自上而下的电流IC1通过负载RL；当Ui小于0时，即负半周时，V1截止、V2导通，有自下而上的电流IC2通过负载RL。由于两管对称，IC

7、1=-IC2，所以IL是一个完整的合成波形，但正负半周电流的来源不同。管耗推导：令输出功率和效率：(3)说明：当输出功率最大时，功耗（管耗）并不最大VOm=VCC时，管耗PV不最大。即：当时管耗P2V最大。最大值为：（4）交越失真由于三极管死区电压的存在，当输入信号小于死区电压时,三极管V1、V2仍不导通,输出电压uo为零,导致输出波形正负半周衔接不好的现象叫交越失真。解决方法：采用固定偏置电路，使三极管工作在甲乙类状态，保证三极管对小于死区电压的小信号也能正常放大。4.电路举例1.OTL互补对称功率放大电路图为