丁类(D类)功率放大器分析报告.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 封面 返回 引言 本页完 引言 高频功率放大器的主要问题是如何尽可能地提高它的输出功率与效率。只要将效率稍许提高一点，就能在同样的耗散功率的条件下，大大提高输出功率，甲、乙、丙类放大器就是沿着不断减小电流通角θc的途径，来不断提高放大器的效率。 返回 但是，θc减小是有一定限度的。因为θc太小，效率虽然很高，但因Icm1下降太多，输出功率反而下降。要想维持Icm1不变，就必须加大激励电压（即输入电压），这又可能因激励电压过大而引起管子的击穿。 引言 本页完 引言 返回 丁类、戊类等放大器就是采用固定通角θc为90°，但尽量降低管子的耗散功率的办法，来提高功率放大器的效率。具体说，丁类放大器的晶体管工作于开关状态：导通时，管子进入饱和区，电压接近于零，器件内阻接近于零；截止时，电流为零，器件内阻接近于无穷大。这样集电极功耗大为减小，效率大大提高。理想情况下，丁类放大器的效率可达100%。 学习要点 本 节 学 习 要 点 和 要 求 1、掌握丁类电压开关型功率放大器的工作原理 2、学会计算丁类功率放大器有关参数 返回 一、电压开关型丁类功率放大器工作过程 丁类（D类）功率放大器 继续 本页完 两管与电源电压VCC是串联的。激励源输入的是矩形波激励电压，通过变压器耦合令两只管轮流饱和导通和截止。两只晶体管相当于两只开关。 i1 C L Rb Rb A VCC i2 i RL 激励源 + - + - + - 一、电压开关型丁类功率放大器工作过程 VA的波形分析 丁类（D类）功率放大器 继续 本页完 两管与电源电压VCC是串联的。激励源输入的是矩形波激励电压，通过变压器耦合令两只管轮流饱和导通和截止。两只晶体管相当于两只开关。 i1 C L Rb Rb A VCC i2 i RL 激励源 - + - + - + 因为丁类功率放大器的通角θc=90°，2θc =180°。即刚好半个周期，所以VA的波形如右下图所示。 O ωt VA π/2 3π/2 -3π/2 -π/2 VCC 一、电压开关型丁类功率放大器工作过程 等效电路分析 丁类（D类）功率放大器 继续 本页完 O ωt VA π/2 3π/2 -3π/2 -π/2 VCC C L Rs Rs VCC vo - + - + RL R 电压开关型电路的输出等效电路 i1 C L Rb Rb A VCC i2 i RL 激励源 一、电压开关型丁类功率放大器工作过程 对VA进行傅立叶分析 丁类（D类）功率放大器 继续 本页完 O ωt VA π/2 3π/2 -3π/2 -π/2 VCC 电压开关型电路的输出等效电路 C L Rs VCC vo’ - + - + RL R RL’ 利用傅立叶分析可得VA电压的基波分量的振幅Vom1为 Vom1= — VCC 2 π Iom Vom1 C L Rs Rs VCC vo - + - + RL R 一、电压开关型丁类功率放大器工作过程 求VA产生的基波电流 丁类（D类）功率放大器 继续 本页完 O ωt VA π/2 3π/2 -3π/2 -π/2 VCC 电压开关型电路的输出等效电路 C L Rs VCC vo’ - + - + RL R RL’ 利用傅立叶分析可得VA电压的基波分量的振幅Vom1为 Iom Vom1= — VCC 2 π Iom= ———= ——— — VCC 2 π Vom1 Rs+RL’ Rs+RL’ 谐振时，回路中产生的基波电流振幅Iom为 Vom1 一、电压开关型丁类功率放大器工作过程 推出输出功率vo’的振幅和表达式 丁类（D类）功率放大器 继续 本页完 O ωt VA π/2 3π/2 -3π/2 -π/2 VCC 电压开关型电路的输出等效电路 C L Rs VCC vo’ - + - + RL R RL’ 利用傅立叶分析可得VA电压的基波分量的振幅Vom1为 Iom Vom1= — VCC 2 π vo’的振幅Vom’为 Vom’=Iom RL’=———— RL’ 2VCC π(Rs+RL’) vo’=———— RL’cosωt 2VCC π(Rs+RL’) 所以 Iom= ———= ——— — VCC 2 π Vom1 Rs+RL’ Rs+RL’ 谐振时，回路中产生的基波电流振幅Iom为 Vom1 一、电压开关型丁类功率放大器工作过程 分析半波正弦电流的成因 丁类（D类）