[工学]8功率放大电路

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1、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概述功率放大电路是一种以输出较大功率为目的的放大电路。因此，要求同时输出较大的电压和电流。管子工作在接近极限状态。一般直接驱动负载，带载能力要强。1分析功放电路应注意的问题(1)功放电路中电流、电压要求都比较大，必须注意电路参数不能超过晶体管的极限值:ICM、UCEM、PCM。ICMPCMUCEMIcuce2(2)电流、电压信号比较大，必须注意防

2、止波形失真。(3)电源提供的能量尽可能地转换给负载，以减少晶体管及线路上的损失。即注意提高电路的效率（）。Pomax:负载上得到的交流信号功率。PE：电源提供的直流功率。提高效率减小失真管子的保护输出功率大3射极输出器的输出电阻低，带负载能力强，但做功放不适合。为什么？解释如下：问题讨论RbuoUSCuiibRE射极输出器能否做功率放大？4RbuoUSCuiRE射极输出器效率的估算：(设RL=RE)uotuoibQicuceUSC5若忽略晶体管的饱和压降和截止区，输出信号uo的峰值最大只能为：

3、uo的取值范围QIcuCEUSC直流负载线交流负载线UCEQ=0.5USC静态工作点：为得到较大的输出信号，假设将射极输出器的静态工作点（Q）设置在负载线的中部，令信号波形正负半周均不失真，如下图所示。6放大电路的输出没有失真的工作方式称为甲类放大。1.直流电源输出的功率2.最大负载功率3.最大效率(RL=RE时)7功率放大电路提高效率的主要途径降低静态功耗，即减小静态电流。四种工作状态根据正弦信号整个周期内三极管的导通情况划分乙类：导通角等于180°甲类：一个周期内均导通甲乙类：导通角大于18

4、0°丙类：导通角小于180°8如何解决效率低的问题？办法：降低Q点。缺点：但又会引起截止失真。9互补对称功放的类型无输出变压器形式（OTL电路）无输出电容形式（OCL电路）OTL:OutputTransformerLessOCL:OutputCapacitorLess互补对称：电路中采用两支晶体管，NPN、PNP各一支；两管特性一致。类型：8.2互补对称功率放大电路108.2.1无输出电容的互补对称功放电路（OCL电路）一、工作原理（设ui为正弦波）电路的结构特点：ui-USCT1T2uo+US

5、CRLiL1.由NPN型、PNP型三极管构成两个对称的射极输出器对接而成。2.双电源供电。3.输入输出端不加隔直电容。11ic1ic2动态分析：ui0VT1截止，T2导通ui>0VT1导通，T2截止iL=ic1;ui-USCT1T2uo+USCRLiLiL=ic2T1、T2两个晶体管都只在半个周期内工作的方式，称为乙类放大。因此，不需要隔直电容。静态分析：ui=0VT1、T2均不工作uo=0V12乙类放大的输入输出波形关系:ui-USCT1T2uo+USCRLiL死区电压uiuou"ou´

6、o´tttt交越失真：输入信号ui在过零前后，输出信号出现的失真便为交越失真。交越失真13ui-USCT1T2uo+USCRLiL(1)静态电流ICQ、IBQ等于零；(2)每管导通时间等于半个周期；(3)存在交越失真。乙类放大的特点：14二、最大输出功率及效率的计算假设ui为正弦波且幅度足够大，T1、T2导通时均能饱和，此时输出达到最大值。ULmax负载上得到的最大功率为：iL-USCRLuiT1T2UL+USC若忽略晶体管的饱和压降，则负载（RL)上的电压和电流的最大幅值分别为：15电源提供的

7、直流平均功率计算：每个电源中的电流为半个正弦波，其平均值为:两个电源提供的总功率为：USC1=USC2=USCtic1返回16效率为：结论：该电路效率较高；电流、电压波形存在失真。17三、电路的改进1.克服交越失真交越失真产生的原因：在于晶体管特性存在非线性，ui

8、1、D1、D2、R2支路。19R1D1D2R2+USC-USCULuiiLRLT1T2两管导通时间均比半个周期大一些的工作方式称为“甲乙类放大”。动态时设ui加入正弦信号。正半周，T2截止，T1基极电位进一步提高，进入良好的导通状态；负半周，T1截止，T2基极电位进一步提高，进入良好的导通状态。从而克服死区电压的影响，去掉交越失真。20uB1tUTtiBIBQ甲乙类放大的波形关系：ICQiCuBEiBib特点：存在较小的静态电流ICQ、IBQ。每管导通时间大于半个周期，基本不失真。iCQuceU