最新模电课件--功率电子电路教学讲义ppt课件.ppt

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1、模电课件--功率电子电路4.1概述例：扩音系统实际负载什么是功率放大器？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功率放大电压放大信号提取电压放大器功率放大器放大电压信号获得大的输出功率AuRiRoPo=UoIo小信号——微变等效电路分析法大信号——图解法本质相同2.动态功耗（当输入信号Ui时）输出功率:要想PO大，就要使功率三角形的面积大，即必须使Vom和Iom都要大。最大输出功率:MNUomI

2、om功率三角形iCuCEQUCEQICQVCC电源提供的功率此电路的最高效率甲类功率放大器存在的缺点：输出功率小静态功率大，效率低三.BJT的几种工作状态甲类：Q点适中，在正弦信号的整个周期内均有电流流过BJT。甲乙类：介于两者之间，导通角大于180°iCuCEQ1UCEQICQVCCiCuCEQ3ICQVCC乙类：静态电流为0，BJT只在正弦信号的半个周期内均导通。iCuCEQ2ICQVCC一.结构4.2乙类互补对称功率放大电路乙类状态的NPN、PNP射极跟随器互补组成对称式功放LR＋uＴ１VCCoui－VCCＴ２LRui

3、uo二、工作原理ic1静态时：动态时:(设ui为正弦波)T1、T2两个管子交替工作，在负载上得到完整的正弦波。ui=0VIc1=Ic2=0（乙类状态）uo=0Vui负半周T1截止，T2导通ui正半周T1导通，T2截止io=ic1io=ic2＋－uuＴ1Ｔ2VCCVCCoiLRio形成uo正半周形成uo负半周ic2Po=0PT=0PE=0uo=VCC-uCE

4、△uo

5、=

6、△uCE

7、Uom=Ucemio=iCIom=Icm三、分析计算——图解法IcmUcem负载上的最大不失真输出电压为(极限值）Uom=Ucem=VCC-UC

8、ES≈VCCuCEiC1iC2QVCCUCES动画演示最大不失真输出功率Pomax1.输出功率Po三、分析计算一个管子的管耗2.管耗PT两管管耗3.电源供给的功率PE当4.效率最高效率max四．三极管的最大管耗使PT1对Uom求导，并令导数=0，有：求得：管耗：最大管耗：选功率管的原则：1.PCMPT1max=0.2PoM2．输入输出波形图uiuououo´交越失真死区电压动画演示乙类互补对称功放的缺点交流短路静态时:UBE1+

9、UBE2

10、=UD1+UD2=0.7V+0.7V=1.4V两管均处于微导通状态——甲乙类工作

11、状态IC1=-IC2Io=0Uo=0动态时：设ui加入正弦信号。电路中增加R1、D1、D2、R2支路1.结构:4.3甲乙类互补对称功率放大电路一.甲乙类双电源互补对称电路功率、效率的计算套用乙类公式，误差在允许的范围内。ui正半周，T1通、T2止；ui负半周，T2通、T1止。2.基本原理uB1tUTtiBIBQ波形关系：ICQiCuBEiBib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/ReVCCIBQ2.带前置放大级的甲乙类功率放大器R2D——克服交越失真T3——前置级

12、(甲类状态）T1T2——互补对称功放（甲乙类状态）（计算同乙类）R3和R4——稳定输出电流3.电路中增加复合管增加复合管的目的：扩大电流的驱动能力。12复合NPN型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型复合NPN型复合PNP型4.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。静态工作：ui=0，T1导通，R3限流，合理选择R1、R2，b3、b

13、5间可得到UBE2任意倍的电压。在此需要3UBE24.带运放前置放大级的甲乙类功率放大电路运放A接成同相输入方式作前置放大级。引入了电压串联负反馈。整个电路的电压放大倍数：单电源供电；输出加有大电容。（作用：负电源、耦合）（1）静态偏置二.甲乙类单电源互补对称电路调整RW阻值可使电容上电压1、结构2、工作原理C隔断直流IO=0UO=0（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。供电总电压：VCC-UC=VCC/2供电电压：UC=-VCC/2功率、效率的计算套用双

14、电源互补对称功放的公式将原VCC换为VCC/2ic1ic2（3）输出功率及效率若忽略交越失真的影响。则：电路使用单电源，有输出电容，没有输出变压器，称为OTL电路此电路存在的问题：输出电压正方向变化的幅度受到限制，达不到VCC/2。输出交流电压的极限值：Uom≈VCC/2UP2.带自举电路