模电-功率放大电路课件.ppt

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1、§8.1功率放大电路的一般问题§8.2甲类互补功放§8.3乙类双电源互补功率放大器§8.4甲乙类双电源互补功率放大器§8.5集成功率放大器第八章功率放大电路例1：扩音系统执行机构功率放大器的作用：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。功率放大电压放大信号提取8.1功率放大电路的一般问题例2：温度控制R1-R3:标准电阻Va:基准电压Rt:热敏电阻A：电压放大器RtTVOT温度调节过程VbVO1R1aR2voVsc+R3Rt功放b温控室A+-vo1加热元件1．功率放大电路的定义功率放大电路是一种以

2、输出较大功率为目的的放大电路。它一般直接驱动负载，带负载能力要强。2．功率放大电路与电压放大电路的区别(1).本质相同电压放大电路或电流放大电路：主要用于增强电压幅度或电流幅度。功率放大电路:主要输出较大的功率。但无论哪种放大电路，在负载上都同时存在输出电压、电流和功率，从能量控制的观点来看，放大电路实质上都是能量转换电路。因此，功率放大电路和电压放大电路没有本质的区别。称呼上的区别只不过是强调的输出量不同而已。(2).任务不同(3).指标不同(4).研究方法不同电压放大电路：主要任务是使负载得到不失真的电压信号。输出的功率并不一定大。在

3、小信号状态下工作.功率放大电路：主要任务是使负载得到不失真（或失真较小）的输出功率。在大信号状态下工作。电压放大电路：主要指标是电压增益、输入和输出阻抗.功率放大电路：主要指标是功率、效率、非线性失真。电压放大电路：图解法、等效电路法功率放大电路：图解法(1)．输出功率Po尽可能大(2)．效率要高Po大，电路的能量损耗也大(3)．非线性失真要小大信号工作状态，与Po、是一对矛盾(4)．功放管散热和保护问题3.功率放大电路的特殊问题要求Vo和Io都足够大根据静态偏置或输出功放管导通角的不同，功放电路可分为四种:4.功率放大电路的分类

4、甲类乙类甲乙类丙类类别工作点波形导通角特点甲类甲乙类乙类较高较低最低360180180—360无失真效率低失真大效率最高失真大效率较高功放电路分类比较表T1+VccOCL(无输出电容)双管：NPN、PNP特性相同且互补双共集电路双电源供电8.3乙类双电源互补对称功率放大电路又称OCL互补功放8.3.1电路组成T1+Vcc-VccT2RLvo+-Vi+-vi正半周时结论：两个三极管，轮流导电（正、负半周）互补不足忽略三极管的开启电压:T1导电iC1通过RLvi负半周时T2导电iC2通过RL合成完整、不失真波形互补推挽T1+Vcc-V

5、ccT2RLvo+-Vi+-OtiC1OtiC2OtiLiC1iC2工作原理负载上的最大不失真电压为Vom=VCC-VCESvo=-vce8.3.2分析计算1．输出功率Po最大不失真功率为：理想最大输出功率为：以正半周为例功率三角形Vom:峰值2．三极管的管耗PT3．直流电源供给功率PV当Vom=VCC时，ηmax=π/4=78.5％。4．效率η问：Vom=？PT1最大,PT1max=？用PT1对Vom求导得出：8.3.3功率BJT的选择1．最大管耗和最大输出功率的关系将Vom=0.64VCC代入PT1表达式得:PT1max发生在Vom=

6、2VCC/=0.64VCC处2.功率BJT的选择(1)最大允许管耗PCM(2)

7、V(BR)CEO

8、(3)最大集电极电流ICM≥0.2POM≥2VCC散热与最大功耗PCM的关系电源供给的功率，一部分转换为负载的有用功率，另一部分则消耗在功率管的集电结，变为热能而使管芯的结温上升。如果晶体管管芯的温度超过管芯材料的最大允许结温TjM(锗管TjM约为75℃~100℃,硅管TjM约为150℃~200℃)，则晶体管将永久损坏。这个界限称为晶体管的最大允许功耗PCM。描述热传导阻力大小的物理量称为热阻RT。RT的量纲为℃/W，它表示每消耗1W功率结

9、温上升的度数。为减小散热阻力，改善散热条件，通常采用加散热器的方法。图(a)给出一种铝型材散热器的示意图。加散热器后，热传导阻力等效通路如图(b)所示。图中：RTj——内热阻，表示管芯到管壳的热阻；RTfo——管壳到空间的热交换阻力；RTc——管壳到散热器之间的接触热阻，与管壳和散热器之间的接触状况有关；RTf——散热器到空间的热交换阻力，与散热器的形状、材料以及面积有关。散热器和热传导阻力等效通路(a)铝型材散热器示意图；(b)热传导阻力等效通路(热阻计算)由图可见，不加散热器时，总热阻RTo为由于管壳散热面积很小，RTfo是很大的。加

10、散热器后，由于(RTc+RTf)≤RTfo，所以，总热阻RT为显然，RT<