南昌航空大学低频课件第九章 功率放大电路.pptVIP

第九章 功率放大电路 9.1 功率放大电路概述 2. 对功率放大电路的要求 4. 功率放大电路的种类 乙类推挽电路 （2）OTL电路 （3） OCL电路 （4）BTL电路 几种电路的比较 9.2 互补功率放大电路的分析估算 2. 效率 9.3 功率放大电路的安全运行(晶体管的极限参数) 讨论一 讨论二：图示各电路属于哪种功放？ 讨论三：出现下列故障时，将产生什么现象? 南昌航空大学 9.1 功率放大电路概述 9.3 功率放大电路的安全运行 9.2 互补功率放大电路 9.4 集成功率放大电路 能够向负载提供足够信号功率的放大电路称为功率放大电路，简称功放。 功放既不是单纯追求输出高电压，也不是单纯追求输出大电流，而是追求在电源电压确定的情况下，输出尽可能大的功率。 功放电路的要求： Pomax 大 ? = Pomax / PV 要高 失真要小 1. 功率放大电路研究的问题 （1） 性能指标：输出功率和效率。 若已知Uom，则可得Pom。 最大输出功率与电源损耗的平均功率之比为效率。 （2） 分析方法：因大信号作用，故应采用图解法。 （3） 晶体管的选用：根据极限参数选择晶体管。 在功放中，晶体管通过的最大集电极或射极电流接近最大集电极电流，承受的最大管压降接近c-e反向击穿电压，消耗的最大功率接近集电极最大耗散功率。称为工作在极限状态。 （1）甲类方式：晶体管在信号的整个周期内均处于导通状态 （2）乙类方式：晶体管仅在信号的半个周期处于导通状态 （3）甲乙类方式：晶体管在信号的多半个周期处于导通状态 （1）在电源电压一定的情况下，最大不失真输出电压最大，即输出功率尽可能大。 （2）效率尽可能高，因而电路损耗的直流功率尽可能小，静态时功放管的集电极电流近似为0。 3、晶体管的工作方式 （1）变压器耦合功率放大电路 单管甲类电路 ① 输入信号增大，输出功率如何变化？ ② 输入信号增大，管子的平均电流如何变化？ ③ 输入信号增大，电源提供的功率如何变化？效率如何变化？ 适合做功放吗？ 信号的正半周T1导通、T2截止；负半周T2导通、T1截止。 两只管子交替工作，称为“ 推挽 ”。设 β为常量，则负载上可获得正弦波。输入信号越大，电源提供的功率也越大。 输入电压的正半周： ＋VCC→T1→C→RL→地 C 充电。 输入电压的负半周： C 的 “＋”→T2→地→RL→ C “ －” C 放电。 C 足够大，才能认为其对交流信号相当于短路。 OTL电路低频特性差。 因变压器耦合功放笨重、自身损耗大，故选用OTL电路。 输入电压的正半周： ＋VCC→T1→RL→地 输入电压的负半周： 地→RL →T2 → －VCC 两只管子交替导通，两路电源交替供电，双向跟随。 静态时，UEQ＝ UBQ＝0。 输入电压的正半周：＋VCC→ T1 → RL→ T4→地 输入电压的负半周：＋VCC→ T2 → RL→ T3→地 ①是双端输入、双端输出形式，输入信号、负载电阻均无接地点。 ②管子多，损耗大，使效率低。 变压器耦合乙类推挽：单电源供电，笨重，效率低，低频特性差。 OTL电路：单电源供电，低频特性差。 OCL电路：双电源供电，效率高，低频特性好。 BTL电路：单电源供电，低频特性好；双端输入双端输出。 求解输出功率和效率的方法: 然后求出电源的平均功率， 效率 1. 输出功率 在已知RL的情况下，先求出Uom，则 PT对UOM求导，并令其为0，可得 在输出功率最大时，因管压降最小，故管子损耗不大；输出功率最小时，因集电极电流最小，故管子损耗也不大。 管子功耗与输出电压峰值的关系为 因此，选择晶体管时，其极限参数 将UOM代入PT的表达式，可得 [例9.2.1]　在图9.2.2所示电路中已知VCC ＝15V，输入电压为正弦波，晶体管的饱和管压降UCES ＝3V，电压放大倍数约为1，负载电阻RL ＝4欧， （1）求解负载上可能获得的最大功率和效率 （2）若输入电压最大有效值为8V，则负载上能够获得的最大功率为多少。 解（1） （2）因为UO≈Ui，所以UOm≈8V。最大输出功率 RL R D1 D2 T1 T2 +VCC + ui ? + uo ? ?VCC V5 R2 R1 ui R3 9.4 集成功率放大电路 OTL、OCL和BTL电路均有各种不同电压增益多种型号的集成电路。只需外接少量元件，就可成为实用电路。 9.4.1　集成功率放大电路分析 LM386是一种音频集成功放，具有功耗小，电压增益可调节，电源电压范围大，外接元件少和总谐波失真小等优点，广泛