第九章功率放大电路要点分析.pptVIP

第九章 功率电路及系统 9.1 功率放大电路的一般问题 功放的作用：提供不失真的足够大的信号功率 二、工作状态分类 AB类功放电路的工作状态： 9.2 互补跟随对称功率放大器 有关指标计算： 2) 直流电源提供的功率 3) 效率 5) 选择功率管的原则 例9.2.1 在图示功放电路中，已知UCC=±12V，RL=8?，功率管的饱和压降UCES=1V，试问： 解： 5) 功率管的安全与否 二、AB类单电源互补跟随对称功率放大器 三、复合管及准互补B类功率放大器(OCL电路) 9.3 D类功率放大电路 9.5 功 率 器 件 一、双极型大功率晶体管(BJT) 功率管的功耗并未超额，管子也不发烫，但却突然失效。这种损坏不少是由于“二次击穿”所致。 二、功率MOS器件（VMOS） 与BJT管比较，VMOS具有许多优点： (1)输入阻抗大，所需驱动电流小，功率增益高。 (2)温度稳定性好，漏极电阻为正温度系数，当器件温度上升时，电流受到限制，不可能产生热击穿，也不可能产生二次击穿。 (3) 开关速度快，适合高频工作(工作频率达几百kHz甚至于几MHz)。 对VMOS加以改进，可获得双扩散MOS管(简称DMOS)。可承受高电压、大电流，速度快等特点。 三、功率管的保护 本章重点主要介绍低频功率放大器，重点介绍互补对称推挽乙类功放电路的工作原理及其分析计算。 9.1 功率放大电路的一般问题 9.2 互补跟随对称功率放大电路 9.3 D类功率放大电路 9.4 集成功率放大电路 9.5 功率器件 1) 输出功率尽可能的大。 Po=I 有效U有效=I omUom/2 功率管处于大信号范围，因此一般采用图解法分析。 2) 效率要高 电源功率PE，输出功率Po，集电极损耗功率PC，则： 3) 非线性失真矛盾突出。 如何减小非线性失真，又得到大的交流输出功率。 4) 功率器件的安全问题必须考虑。 管耗主要体现在集电极的功耗，导致管子的结温和管壳温度升高。 稳定工作：限制最大功耗、最大电流和管子承受的反压，良好的散热，适当的过流、过热保护。 功放电路的要求：效率高、非线性失真小、安全工作的前提下，提供足够的功率。 A类(导通角为360°) 根据Q点的位置不同，功放电路可分为A类、B类、C类等。 B类(导通角为180°) C类(导通角＜180°) 静态电流大 非线性失真小 管耗大，效率低 小信号放大和驱动级 静态电流约等于零 非线性失真大 效率较高 功率放大电路 静态电流等于零 非线性失真最大 效率最高 高频功率放大电路 特点：导通时间大于半个周期小于一个周期，兼有A类失真小B类效率高的优点。 AB类互补对称功放得到广泛应用。 三、提高功放电路效率的方法 故功放电路多采用AB类或B类工作状态。 结论：采用互补或推挽功率电路。 一、B类互补跟随对称功率放大器 -UCC +UCC R1 R2 RL uo VD1 VD2 ui V1 V2 ui wt 0 1、电路及工作原理 +UCC ui + - V1 RL uo V2 RL uo ui -UCC iC1 iC2 uo wt 0 uo wt 0 + uo wt 0 + 0 iC1 wt 0 iC2 wt 任意 理想 最大 Icm iC1 iC2 Q UCES UCES 0 0 UCC Uo 理想 最大 任意 最大 理想 2、指标分析计算 输出波形的三种状态： 任意状态：Uom=Uim 最大状态：Uom=UCC-UCES 理想状态：Uom≈UCC 1) 输出功率 Po 一般Uom UCC，定义电源利用系数ξ： 输出电压Uom 为： 故理想状态下Pom 为： 单管电流为半个周期的非正弦波形，均值为： 两个电源提供的总平均功率为 ： 由此：电源提供的功率PE为不是恒定的，随输入信号大小而改变，输入信号大， PE大，输入信号小， PE小。 实际效率一般在60%左右。 4) 管耗 PC（单管管耗） 选择功率管功耗的依据 (2) 已知Pom，选择管子允许的最大功耗PCM (1) 已知Pom 及 RL，选UCC，则 (3) 功率管的最大耐压U(BR)CEO (4)管子允许的最大集电极电流ICM + - + - ui uo V1 V2 VD R1 R2 R3 RL +UCC -UCC 1) 静态时调整哪个电阻可使uo=0? 2)调节哪个电阻可克服交越失真? 3)二极管的作用是什么，若二极