功率放大电路1

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1、第九章功率放大电路放大电路的最后一级常常要求能带一定的负载，例如推动扬声器使之发出声音，推动电动机旋转等，即要输出一定的信号功率。这种以输出功率为主要目的的放大级称为功率放大电路。本章主要介绍功率放大电路的特点、工作方式、互补对称功率放大电路和集成功率放大电路。9.1功率放大电路的特点及其工作方式9.1.1功率放大电路的特点(1)输出功率尽可能大问题，管子工作在接近极限参数。(2)消耗的功率大，存在效率问题。所谓效率，就是负载得到的有用信号功率和电源供给的直流功率的比值。(3)功率放大器在大信号下工作，难免产生非线性失真。而且输出功率

2、越大，失真往往越严重。(4)由于流过功放管的电流较大，有相当大的功率消耗在管子上。因此，要有散热和保护保护措施。(5)由于功放管是在大信号下工作，一般只能采用图解分析法。9.1.2功率放大电路的工作方式一、功率放大电路的要求就本质而言，功率放大电路和电压放大电路并没有什么区别。但它们要完成的任务不同，因而对它们的要求也不同。电压放大电路通常是在小信号下工作，主要任务是在信号不失真的条件输出足够大的电压。要求电压放大倍数Au足够大；输入电阻ri大，以便从前级得到足够大的电压；输出电阻ro小，以便将更多的电压传给下一级。功率放大器则不同，

3、它通常作为放大电路的最后一级，工作于大信号下，要求不失真地输出足够大的功率PO且效率要高。二、功率放大电路的工作方式根据晶体管静态工作点的位置不同，放大电路可分为三种工作方式。⑴甲类工作方式：Q点设置在负载线的中点，在输入信号的正负半周，晶体管都在工作，管子的导通角为360°，输出波形失真小，但静态管子功耗大，效率低。⑵乙类工作方式：Q点在负载线的最低点，由于静态时电流为零，无功耗，效率最高。但此时放大电路只在输入信号的正半周工作，负半周时晶体管截止，管子的导通角为180°，输出波形出现严重的失真。⑶甲乙类工作方式：Q点略高于乙类时

4、，静态电流很小，静态消耗约为零，效率也很高。晶体的导通时间大于半个周期，管子的导通角大于180°，此时输出波形仍失真严重。三种工作方式对应的Q点和输出波形甲类工作方式效率低不适合功率放大。乙类和甲乙类工作方式虽然失真严重，不能直接使用，但由于效率高，只要合理的设计电路结构，使两只管子轮流工作便可得到很好的功率放大效果。因此功率放大电路通常选择乙类或甲乙类工作方式。甲类乙类甲乙类9.2互补对称功率放大电路9.2.1乙类互补对称电路1.工作原理静态时，基极回路没有偏流，T1、T2截止，uo为0。ui正半周，T1导通，T2截止，等效电路如图

5、（b）所示，电流ic（=iL）从上至下流过负载RL，uo＞0；ui负半周，T1截止，T2导通，等效电路如图（c）所示，电流ic（=iL）从下至上流过负载RL，uo＜0，在ui的一个周期中，T1、T2轮流导通，在负载RL上合成一个完整的波形。2.主要指标计算利用互补对称电路图解法进行分析计算。静态工作点UCE=UCC，输出电压有效值Uo和输出电流有效值Io，最大输出电压和输出电流幅值Uom和Iom，晶体管饱和导通管压降UCES。UCES⑴输出平均功率Po当输入信号足够大，最大的输出电压和输出电流幅值分别为Uom=UCC-UCES≈UC

6、CIom=Uom/RL≈UCC/RL此时电路可能输出的最大平均功率为⑵电源提供的功率PE每一个电源提供的电流平均值IC(AV)为两个电源提供的总功率为⑶能量转换效率η电源提供的功率转换成有用功率的效率为效率与输出电压的大小Uom有关，当信号足够大时，Uom≈UCC，此时电路效率达最大值ηmax。⑷管子耗散功率PT两个管子耗散功率PT为管耗PT与Uom有关，但并不是Uom愈大，PT愈大。令dPT/dUom=0，可求得在Uom=2UCC/π时，管子功耗达极大值PTm，此时两管总功耗为单管功耗PTm1=PTm2≈0.2Pom⑸管子耐压指标U

7、(BR)CEO管子的耐压指标是选择管子耐压的依据。静态时，管子UCE=UCC。有信号输入时，截止管UCE=UCC（或UEE）+导通管Ucm。当Ucm=UCC时，截止管UCE=2UCC。所以，管子的耐压指标为U(BR)CEO＞2UCC。例：电路如图所示。UCC=20V，RL=8Ω，输入正弦信号。⑴求Pom和ηm，设UCES≈0。⑵当ui=10sinωtV时，求Po和η。解：⑴⑵由于每个管子导通时为共集电极电路，Au≈1，uo=ui=10sinωtV，Uom=10V，所以9.2.2甲乙类互补对称电路1.乙类互补推挽功放存在的问题及解决办

8、法⑴交越失真由于管子工作在乙类状态，当输入信号小于晶体管的死区电压时，管子处于截止状态，输出电压和输入电压之间不存在线性关系，产生失真，由于这种失真出现在输入电压过零处（两管交接班时）故称为交越失真。⑵克服办法：为减小和