低频功率放大器.ppt

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1、前知识回顾：1、基本放大电路原理及有关指标计算；2、反馈放大电路有关概念及类型分析；3、基本差分放大电路特点及有关计算；4、集成运放的实质及组成；5、集成运放的线性运用和非线性运用；6、运算电路及有关表达式；7、滤波电路及分类；8、电压比较器的实质及比较分类；9、矩形波发生器；10、正弦波发生器。第九章低频功率放大电路9.1低频功率放大电路概述9.2互补对称功率放大电路9.3集成功率放大器（引言：低频功率放大器的任务就是供给负载一个不失真或失真较小的额电功率，一般放大电路的最后一级就是功率放大器，简称功放级。由此可见，它的要求是功率管在安全工作的条件下、并在允许的失真范围内高效地输出尽可

2、能大的功率，这里讲的功率是交流功率，它是晶体管将直流电的能量转换为交流信号的功率。一、功率放大器的特点和要求1、在功率管安全工作的前提下，给负载提供足够大的功率。即尽限应用。2、大信号工作，便于图解法分析。3、非线性失真矛盾突出。4、提高效率成为重要的关注点。5、放大器常采用乙类或甲乙类工作状态。6、功率器件的安全问题必须考虑，如散热问题。§9.1低频功率放大电路概述二、放大器工作状态分类：1、甲类工作状态：即放大器静态工作点较高，信号的整个周期内三极管都导通。导通角为360度，如下（a）图。2、乙类工作状态：即放大器静态工作点为零，信号的整个周期内三极管只有半周导通。导通角为180度，

3、如下（b）图。3、甲乙类工作状态：即放大器静态工作点略高于零，导通角小于360度，而大于180度。这是为消除交越失真而设置的。除此还有丙类工作状态。§9.2互补对称功率放大电路甲类功放电路由于在信号为零时，仍然存在一个很大的静态电流，效率很低。为此，一般功放电路采用乙类或甲乙类电路。为使信号的正负半周都导通，采用一对性能参数相近、极性相反的两个管子进行互补工作。一、乙类互补对称功放电路（OCL电路）1、电路及工作原理：如图所示；当Ui=0时：两管都截止，静态电流等于零。当信号的正半周时，T1导通，T2截止，正电源供电，电流方向如图。当信号的负半周时，T2导通，T1截止，负电源供电，电流方

4、向如图。可见T1、T2轮流工作，在负载上得到完整的波形。OCL功放电路2、图解法分析：由于T1、T2极性相反，参数相近，互补工作，其输出特性互补对称。由此得到如图的波形图。3、指标计算：（1）输出功率：最大输出功率：（如左图）输出最大时：则：此输出功率为理相情况下的最大值。2）效率η：由于：输出最大时电源供给的功率为：则最高效率（输出最大功率时）为：考虑管子的饱和压降，实际只能达到60%左右。3）管耗PT：消耗在管子上的功率为：上式中表示的是Icm为某一值时的情况，可见PT有极值，令：得：代入上式得最大管耗为：即每个管子的最大管耗为：此时输出功率为：即输出功率为最大输出功率的40%时管耗

5、最大。选择管子的依据：为使安全工作，选用管子时必须：PCM>0.2POMUCER>2UCCICM>Iom二、甲乙类互补对称功放电路1、乙类功放电路存在的问题—交越失真：由于晶体管输入特性曲线在起始部分的非线性，且门限电压的存在，对乙类电路，在输入信号幅值小于门限电压时，对应的电流为零。因此使之输出电流在始部分发生畸变，从而在两管的输出电流合成完整波形时，在交界处发生失真，这种失真叫做交越失真。如图：2、交越失真的消除—甲乙类互补对称电路：为了消除交越失真，可在信号来到之前，给T1、T2加略大于门限电压的正偏压，使之处于微导通状态，信号来到后叠加在原来的静态之上，从而消除交越失真。具体办法

6、是在T1、T2的基极间加接两只二极管或电阻即可。如图：图9–12克服交越失真的几种电路复合管：为了得到较大功率，且性能参数对称的互补管可将两个或两个以上的管子组成复合管。图9–13复合管的几种接法3、甲乙类准互补对称电路：实际中，同时找到两只性能完全对称的异性管子是很困难的。为了解决这个问题，可采用复合管。以小功率的输入管决定其极性，以大功率的输出管决定其性能参数，从而达到准互补。4、单电源准互补对称功放电路（OTL）：去掉负电源，加接输出电容C2，它在正半周充电，负半周放电，代替负电源，在负载上得到完整的波形。此中电路称为OTL功放电路。对此单电源功放电路，最大输出功率计算公式变为：上

7、电路进一步改进，可以得到带有自举电路的OTL功放单路。三、实际功率放大电路举例图9–17OCL准互补对称功率放大电路图9-18集成运放作为前置级的OCL电路§9.3集成功率放大器一、内部电路组成简介图9-19中虚线框内为DG4100（LA4100）系列单片集成功放内部电路。它由三级直接耦合放大电路和一级互补对称放大电路构成,并由单电源供电,输入及输出均通过耦合电容与信号源和负载相连,是OTL互补对称功率放大电路。1、DG4100