模拟电路第八章 功率放大电路

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1、8功率放大电路8.1功率放大电路的一般问题8.3乙类双电源互补对称功率放大电路8.4甲乙类互补对称功率放大电路8.5集成功率放大器8.2射极输出器——甲类放大的实例8.1功率放大电路的一般问题2.功率放大电路提高效率的主要途径1.功率放大电路的特点及主要研究对象1.功率放大电路的特点及主要研究对象(1)功率放大电路的主要特点信号的传输放大：电压、电流、功率。功率放大——放大功率，以推动一定的负载（如扬声器、打字机、继电器、电动机等等），通常作为多级放大器或功能器件（如运算放大器）的输出级。注：功率放大电路是对交流信号的功

2、率放大，实质是能量的转换。功率放大电路与电压放大电路的主要对比：对输出信号要求主要技术指标电路工作状态主要分析方法电压放大电路功率放大电路信号电压放大，不失真信号功率放大，失真小电压放大倍数、输入、输出电阻输出功率、转换效率、非线性失真通常在小信号工作状态通常在大信号工作状态小信号模型等效电路图解法1.功率放大电路的特点及主要研究对象(2)要解决的问题要求输出功率尽可能的大，并安全可靠的工作。（因V、I幅度大，管子可能工作在接近极限状态。）效率要高。（直流功率转换成有用功率的比例越高，对外部电源的要求就低，）非线性失真要

3、小。（在大信号下工作，效率高和非线性失真小是一对矛盾，因此，应根据不同的场合采取不同的要求，给予合适的平衡。）功率器件的散热问题。（三极管的散热、耐压、耐流，等等。）2.功率放大电路提高效率的主要途径在电路中，电源（如VCC）以直流功率的形式主要输出给两部分：①一部分是被转换的交流功率消耗在负载上；②另一部分消耗在电路本身——管子、电阻等，尤其是管耗。在电压放大电路中，为保证电路不失真的传输放大信号，工作点一般置于交流负载线的中点，这就使得电路在信号为零时（此时输出的交流功率为零），仍然存在管耗，显然，效率不高。提高效率

4、的途径是降低工作点。◆功率放大电路的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180°丙类：导通角小于180°8.2射极输出器——甲类放大的实例简化电路带电流源详图的电路图特点：电压增益近似为1，电流增益很大，可获得较大的功率增益，输出电阻小，带负载能力强。电压与输入电压的关系设T1的饱和压VCES≈0.2Vvi正半周时，vO正向振幅最大值vi负半周时，vO负向振幅最大值若T1首先截止若T3首先出现饱和8.2射极输出器——甲类放大的实例8.3乙类

5、双电源互补对称功率放大电路8.3.2分析计算8.3.1电路组成8.3.3功率BJT的选择8.3.1电路组成由一对NPN、PNP特性相同的互补三极管组成，采用正、负双电源供电。这种电路也称为OCL互补功率放大电路。1.电路组成tvo0vit08.3.1电路组成2.工作原理tvo0vit0①当vi=0时，vo=0；②当vi>0（正半周），T1通，T2止，vo>0。③当vi<0（负半周），T1止，T2通，vo<0。ivit0ivot0vot0根据电路分析可得：输出最大不失真电压幅度：vcem=VCC－vces；若vces≈0，

6、则vcem≈VCC输出最大电流幅度：icm=vcem/RL。最大变化范围：2icem和2vcem。8.3.2分析计算UD分析思路：大信号，图解法。首先确定输出电流io和输出电压vo变化范围，然后根据定义求输出功率Po、管耗PT、电源供给的功率PV以及效率η。iC1vCE10QVCEQVCCiC2vCE20Q-VCC-VCEQiC1vCE0-iC2Q±VCEQ±VCCiot0vot0icm-icmvcemvCES-vcem-vCES1.最大不失真输出功率Pomax实际输出功率8.3.2分析计算忽略VCES时iC1vCE0-

7、iC2Q±VCEQ±VCCvot0vcemvCES-vcem-vCES8.3.2分析计算单个管子在半个周期内的管耗2.管耗PT两管管耗3.电源供给的功率PV当4.效率当8.3.2分析计算注：实际效率要低于78.5%，因为需要考虑VCES的因数，将使Vom不可能达到VCC。1.最大管耗和最大输出功率的关系8.3.3功率BJT的选择当≈0.6VCC时具有最大管耗≈0.2Pom选管依据之一管耗是选择管子的重要依据之一，因此需要求出最大管耗。根据求极值的方法：结论：乙类功放电路中，在输出电压幅度为0.6VCC时，管耗最大，相当

8、于0.2Pom。UD选择BJT功率管时，应注意极限参数必须满足：①每只管的最大允许管耗必须大于PT1m=0.2Pom。②管子的耐压│V(BR)CEO│应>2VCC。（因为截止管c-e两端最大时承受着约2VCC的电压）③通过管子集电极的电流Iom=VCC/RL应