第5章功率放大电路课件.ppt

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1、作业:5-55-10第5章功率放大电路5.1功率放大电路概述5.2单管甲类功率放大电路5.3互补对称推挽功率放大电路5.4实际的功率放大电路第5章功率放大电路本章重点OCL互补功率放大电路组成及工作原理。5.1功率放大电路概述1.功率放大电路的特点和要求功放电路不仅要有足够大的输出电压,而且还应有足够大的输出电流，才能提供足够大的输出功率。功放电路从组成、元器件的选择到分析方法，都与小信号放大电路有着明显的区别。（1）输出功率尽可能大（2）转换效率η要高（3）非线性失真要小（4）功放电路中晶体管的选择和散热问题（5）功放电路的分析方法接近极限运用状态大信号

2、、图解法功放电路通常是根据功率管静态工作点Q的不同选择来进行分类的。2.功放电路按晶体管工作状态的分类甲类功率管导通角乙类功率管导通角甲乙类功率管导通角在功放电路中主要应用“乙类”和“甲乙类”电路。5.2单管甲类功率放大电路共集放大电路（射极输出电路）无电压放大作用，有电流和功率放大能力，输出电阻小，带负载能力强。输出功率要求较小时，采用单管射极输出电路作为功率输出级。静态时动态时直流电源提供功率最大效率接上负载电阻，调节晶体管的静态电流，使静态工作点Q不变，直流电源输入功率不变，输出电压uo’，输出功率下降，效率变低。甲类功放电路中，尽管静态条件下输出功

3、率为零，电源仍然提供功率。这些功率全部消耗在器件（和电阻）上，并转换为热能的形式消耗。静态工作电流是造成效率低的主要原因。在理想状态下，甲类功放电路（如单管变压器耦合功放电路）的最高效率只能达到50％。因此，甲类功放电路没有多大的实用价值。降低静态电流，提高电路效率是需要解决的主要问题。乙类和甲乙类功放电路的采用可以有效地提高功放电路的效率。5.3互补对称推挽功率放大电路采用两个工作在乙类工作状态的晶体管，一个工作在信号的正半周，另一个工作在负半周，使两个输出波形都能加到负载上。负载上得到一个完整的波形，解决提高效率与减小输出波形失真的矛盾。5.3.1乙类

4、互补对称功率放大电路“推挽”两管轮流导通“推挽”式5.3.2甲乙类互补对称功放电路1.交越失真及其消除晶体管性能不对称和晶体管输出特性的非线性会引起失真。交越失真：两管交替工作前后发生的失真。输入特性的非线性2.甲乙类互补对称功放电路设置一定的静态偏置，无论输入电压为何值，晶体管VT1和VT2总有一个导通，从而消除了交越失真。UBE扩大电路VD1、VD2和R2的支路用于给两个晶体管加上不大的静态偏置，两个晶体管在静态下均处于导通或者微导通状态，从而解决了交越失真，又可减小损耗，提高效率。每一个晶体管在信号的一周期内导通时间大于半周，即导通角晶体管工作在“甲

5、乙类”工作状态。5.3.3互补对称功率放大电路的分析计算输入电压VT1工作输入电压VT2工作静态工作点晶体管VT1和VT2的输出电压、电流的波形可以形成“组合输出特性”。最大输出电压：在组合输出特性中需要注意：1．两管类型不同，uCE1与uCE2极性相反。2．iC1和iC2方向相反，组合特性曲线的两条纵坐标轴的正方向相反。3．两管的静态工作点Q重合。4．两管Q点重合，有同一负载电阻，组合特性上的负载线经过Q点，斜率为-1/RL的一条直线。如果忽略管子的饱和压降，输出电压的最大幅值为VCC1．输出功率Po及最大不失真输出功率(Po)M考虑管子饱和压降不考虑管

6、子饱和压降电路的输出功率2．直流电源提供的平均功率PVCC直流电源提供的平均功率正负电源的电流电源+VCC提供的平均功率电源提供的总平均功率3．效率η功放电路的效率是交流输出功率和直流电源提供的平均功率之比功放电路的效率和正弦输入信号的幅值有关。在理想情况下，最大的输出电压幅值为VCC互补功放电路的最大效率可达4．晶体管的选择（1）最大反向管压降(UEC)M根据晶体管所承受的最大反向管压降、集电极最大电流和最大管耗来选择晶体管。（2）集电极最大电流ICM（3）晶体管最大功耗(PT)M每个晶体管功耗PT：管耗最大时不是输出功率最大时。晶体管的选择必须满足下列

7、条件（1）晶体管的集电极最大耗散功率（2）晶体管的反向击穿电压（3）晶体管集电极最大工作电流在选择晶体管时，针对其极限参数应留有一定的余量，并严格按照手册的要求安装散热片。例5-1甲乙类功放电路如图所示，已知功率管的饱和压降1．求出电路的最大不失真输出功率(PO)M以及此时的效率η和单管管耗PT；解：2．若功率管的极限参数为PCM=10W，ICM=5A，U(BR)CEO=40V判断功率管是否能安全工作？所以功率管能够安全工作。5.4实际的功率放大电路5.4.1OCL准互补功率放大电路1输入级2驱动级3输出级单个电源供电5.4.2单电源供电的OTL功率放大电

8、路输出端接有大容量的电容每个输出管的直流电源电压为VCC/2工作原