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功率放大电路

2010-09-25 49页 ppt 650KB 50阅读

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功率放大电路nullnull晶体管的大信号应用 -功率放大电路null§1 功放电路的特点和分类例 扩音系统功率放大器的作用: 用作放大电路的输出级,以驱动执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、 仪表指针偏转等。 null特点 要求输出功率尽可能大,工作于极限状态。电流、电压...
功率放大电路
nullnull晶体管的大信号应用 -功率放大电路null§1 功放电路的特点和分类例 扩音系统功率放大器的作用: 用作放大电路的输出级,以驱动执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、 仪表指针偏转等。 null特点 要求输出功率尽可能大,工作于极限状态。电流、电压要求都比较大,但电路参数不能超过晶体管的极限值: ICM 、UCEM 、 PCM 。 散热问 null(2) 电流、电压信号比较大,必须注意防止波形失真,即非线性失真要小。 大信号,用图解法分析。(3) 电源提供的能量尽可能转换给负载,减少晶体管及线路上的损失。即电路的效率()要高。Po : 负载上得到的交流信号功率。 PE :电源提供的直流功率。 Pc:管耗null根据晶体管导通时间(集电极电流的导通角)可分为: 甲类-------三极管360°导通; 甲乙类----三极管180°~360°导通 乙类-------三极管180°导通 丙类-------三极管<180°导通 分 类null甲乙类180°~360°导通甲类360°导通null§2 简单甲类功率放大电路静态电流较大 功率管null为使输出信号的幅值尽可能大(要保证不失真),静态工作点(Q)设置较高(靠近负载线的中部)。若忽略晶体管的饱和压降和截止区,输出信号uo的峰值最大只能为:uo的取值范围直流负载线交流负载线UCEQ = 0.5USC 静态工作点:null1. 直流电源输出的功率2. 输出功率null3. 效率效率很低:静态时,晶体管和电阻也消耗 失真null如何解决效率低的问题?办法:降低Q点。既降低Q点又不会 引起截止失真的办法: 采用推挽输出电路, 或互补对称射极输出器。缺点:引起截止失真。null§3 互补对称功率放大电路OTL: Output TransformerLessOCL: Output CapacitorLess互补对称:电路中采用两支晶体管,NPN、 PNP各一支;两管特性一致。类型:null§3 .1 无输出电容的(OCL) 互补对称功放电路一、工作原理(设ui为正弦波)电路的结构特点:1. 由NPN型、PNP型三极管构成两个对称的射极输出器对接而成。2. 双电源供电。3. 输入输出端不加隔直电容。null动态分析:ui  0VT1截止,T2导通ui > 0VT1导通,T2截止iL= ic1 ;iL=ic2T1、T2两个晶体管都只在半个周期内工作的方式,称为乙类放大。因此,不需要隔直电容。静态分析:ui = 0V  T1、T2均不工作  uo = 0Vnull(1) 静态电流 ICQ、IBQ等于零; (2) 每管导通时间等于半个周期 ; 乙类放大的特点:null二、分析计算最大功率:1. 输出功率Ponull2. 管耗PCnull最大管耗与输出功率的关系此式为选管依据null3 直流电源供给的功率null4 效率null三、晶体管的选择流过晶体管的最大集电极电流应小于ICM ; PCM>0.2POmax ; 3 U(BR)CEO>2USC . null三、乙类推挽功放电路的交越失真死区电压交越失真:输入信号 ui在过零前后,输出信号出现的失真便为交越失真。null交越失真产生的原因: 在于晶体管特性存在非线性,ui 措施
作业作业6-1 6-2课堂作业-2课堂作业-21,功放电路和小信号放大电路有什么 异同? 2,画出乙类互补对称功放原理电路。null§3 .2 利用复合管的互补对称功放电路null增加复合管的目的是:扩大电流的驱动能力。复合管的构成方式:方式一:null  1 2晶体管的类型由复合管中的第一支管子决定。方式二:null改进后的OCL准互补输出功放电路: T1:电压推动级 T1、R1、R2: UBE倍增电路 T3、T4、T5、T6: 复合管构成的输出级准互补 输出级中的T4、T6均为NPN型晶体管,两者特性容易对称。null§3 .3 无输出变压器的(OTL) 互补对称功放电路当电路对称时,输出端的 静态电位等于USC /2。 为了使负载上仅获得交流 信号,用一个电容器串联 在负载与输出端之间。 电容器的容量由放大电路 的下限频率确定,即 null设输入端在 0.5USC 直流电平基础上加入正弦信号。若输出电容足够大, UC基本保持在0.5USC ,负载上得到的交流信号正负半周对称,但存在交越失真。null实用OTL互补输出功放电路调节R,使静态UAQ=0.5USCD1 、 D2使b1和b2之间的电位差等于2个二极管正向压降,克服交越失真。Re1 、 Re2:电阻值1~2,射极负反馈电阻,也起限流保护作用。null§3.4 实际功放电路这里介绍一个实用的OCL准互补功放电路。其中主要环节有 : (1) 恒流源式差动放大输入级(T1、T2、T3); (2) 偏置电路(R1、D1、D2); (3) 恒流源负载(T5); (4) OCL准互补功放输出级(T7、T8、T9、 T10); (5) 负反馈电路(Rf、C1、Rb2构成交流电压串联负反馈); (6) 共射放大级(T4); (7) 校正环节(C5、R4); (8) UBE倍增电路(T6、R2、R3); (9) 调整输出级工作点元件(Re7、Rc8、Re9、Re10)。null差动放大级反馈级偏置电路共射放大级UBE 倍增 电路恒流源 负载准互补功放级保险管负载实用的OCL准互补功放电路:null输出功率的估算:输出电压的最大值约为 19.7V,设负载 RL= 8 则最大输出功率为:实际输出功率约为 20W。注:该实用功放电路的详细分析计算请参考《模拟电子技术基础》(童诗白主编)。null§3.5 集成功率放大器特点:工作可靠、使用方便。只需在器件外部适当连线,即可向负载提供一定的功率。集成功放LM384:生产厂家:美国半导体器件公司电路形式:OTL输出功率:8负载上可得到5W功率电源电压:最大为28V null集成功放 LM384管脚说明:14 -- 电源端( Vcc)3、4、5、7 -- 接地端( GND) 10、11、12 -- 接地端(GND)2、6 -- 输入端 (一般2脚接地) 8 -- 输出端 (经500 电容接负载)1 -- 接旁路电容(5 )9、13 -- 空脚(NC)null集成功放 LM384 外部电路典型接法:调节音量电源滤波电容外接旁路电容低通滤波,去除高频噪声输入信号输出耦合大电容null利用变压器的阻抗变换功能,可实现功放电路和负载间的匹配,以弥补其它类型功放电路的不足。一、特点90V的电压对电子电路显然不合适。利用变压器阻抗变换关系( RL´= K2 RL),把阻抗变小,便可解决以上问题。§3.6 变压器耦合式功放电路null (变阻抗)变压器原、副边阻抗关系结论:变压器原边的等效负载,为副边所带负载乘以变比的平方。 null二、乙类变压器耦合式推挽功率放大器1.原理电路放大器:由两个共射极放大器组成,两个三极管的射极接在一起。null输入变压器:将输入信号分成两个大小相等相位相反的信号,分别送两个放大器的基极,使 T1、T2 轮流导通。输出变压器:将两个集电极输出信号合为一个信号,耦合到副边输出给负载。null2. 动、静态分析静态分析:ui = 0 , T1、T2 均截止,iL = 0 。变压器线圈对于直流相当于短路。null动态分析: ui > 0 时: T1导通、T2 截止,ic1 经变压器耦合给负载,iL的方向由 ic1决定。 若ui 为正弦信号,则 iL近似为正弦波。 ui < 0 时: T2导通、T1截止,ic2 经变压器耦合给负载,iL的方向由 ic2决定。T1、T2都只在半个周期内工作,存在交越失真。null3. 输出功率及效率分析方法和前述互补对称功放电路类似,请自行分析。这里的负载为变压器原边等效负载 RL'。null三、甲乙类变压器耦合式推挽功率放大器Rb1、 Rb2、 Re 的作用:克服交越失真。null两个三极管都构成静态工作点稳定的共射极放大器。其静态工作点都设在刚刚超过截止区, IB很小,IC 也很小,从而降低了直流功耗。直流通道变压器线圈对于直流相当于短路:
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