功率放大电路ppt课件
5、效率低的主要原因是静态损耗大。
甲类功率放大器存在的缺点: • 输出功率小 • 静态功率大,效率低
9.3 乙类功率放大器
一、电路组成
RB
C1 +
+
Rs
+ us
ui _
-
+Vcc
c
b T + C2
e
+
RE
uo _
RL
+Vcc
RB b
c
T
+ ui -
EB
e
+
RE
uo _
RL
+Vcc
RB b
c
T
+
丙类功放:管子导通时间小于半个周期
9.2 甲类功率放大器
RL选择很重要,实际RL 都偏小要得到合适RL, 就需要进行阻抗匹配, 变压器可实现。
晶体管集电 极耗散功率
0
集电极电阻RC的 功直率流损电耗源提供 的直流功率
U CEQ UCEQICQRL VCC u CE
RL 可获得的最大交流功率为
U CES
有信号时:PV 21
2
0 VC
C iCd(t)
21 02VCC (ICQ ICm si nt)dtVCC ICQ
结论:
有无信号时电源供给的 功率都相同,因此输出功率 小时,管耗大。
u CE
静态时管耗最大,即 PTma xPVVCC ICQ
效率
Po 12Iom UomIom Uom
PV ICV QCC 2ICV QCC
度还分过有电流区过损耗区由集电极功耗PCM所决定。
过电压区 过损耗区 它们的位置如图所示。
三极管的极限工作区
2、非线性失真要小 3、效率要高
放大电路输出给负载的功率是 由直流电源提供的,若效率不 高,则能量浪费,管子温度升 高,减短管子的寿命
PV=PTPo
Po 100%
PV
Po :负载上得到的交流信功 号率 PV :电源提供的直流功率
4、功放管散热和保护问题不可忽视
5、分析方法
二、分类
PT UCEIC
甲类功放: 在一个信号周期内都有电流流过晶体管 管子的导通角为360o 静态电流大于0,管耗大,效率低
乙类功放: 管子只有半个周期内导通 管子的导通角为180o 静态电流等于0,效率高
甲乙类功放: 管子的导通时间大于半个周期但是小 于一个周期,比半个周期稍多些
静态时:
ห้องสมุดไป่ตู้
ui = 0V ic1、ic2均=0(乙 类工作状态) uo = 0V
动态时: ui > 0V
ui 0V
ui
T1导通,T2截止 iL= ic1 ; T1截止,T2导通 iL=ic2
+VCC
Tic11 uo
T2
RL
ic2
- VCC
T1、T2两个管子交替工作,在负载上得到完整的正弦波。
当输入信号处于正半周时,且
e
ui -
+
RL
uo
_
+Vcc
RB b
c
T
+
e
ui -
+
RL
uo
_
结构特点:
互补对称: 电路中采用两个晶
体管:NPN、PNP各 一支;
两管特性一致。组 成互补对称式射极输 出器。
+VCC
T1
ui
uo
T2
RL
- VCC
互补推挽电路
无输出电容乙类互补功率放大电路 (OCL电路)(P168及486)
二、工作原理(设ui为正弦波)
9.1 概 述 9.2 甲类功率放大器 9.3 乙类功率放大器 9.4 甲乙类功率放大器电路 9.5 甲乙类单电源功率放大器
9.1 概述
什么是功率放大电路? 在电子系统中,模拟信号被放大
后,往往要去推动一个实际的负载。如使扬声器发声、继电器 动作、 仪表指针偏转等。推动一个实际负载需要的功率很大。
3.三极管的管耗PT
电源输入的直流功率,有一部分通过三极 管转换为输出功率,剩余的部分则消耗在三极 管上,形成三极管的管耗。显然
PT=PVPo2VCR U C LomU 2R oL m 2
将PT画成曲线, 如图所示。
乙类互补功放电路的管耗
最高效率
max
Pom PV
50%
功放管的选择
ICM 2ICQ
U (BR)CEO 2VCC
u CE
PCM I V CQ CC
三极管的极限工作区
小结:
1、输入信号越大,Po, 越大。
2、Po越小,管耗越大,静态管耗最大, 等于电源供给功率。 3、甲类功放最高效率为50%。 4、要管子安全工作的重要参数是PCM、 和 。 ICM U(BR)CEO
三、分析计算(P488)
Icm2
ic的最大变化范围为:2Icm
uCE的最大变化范围为:
2(V cc U CE ) S2Icm R L
+ - ui
+VCC
uo -VCC
1、输出功率
P U I o
o
o
Uom 2
Uom
1
U
2 om
2RL 2 R L
Pom
1
U
2 om
2 RL
1 (VCCUCES)2
幅度远大于三极管的开启电压,此
时NPN型三极管导电,有电流通过
负载RL,按图中方向由上到下,与
假设正方向相同。
当输入信号为负半周时,且幅度远 大于三极管的开启电压,此时PNP型三
极管导电,有电流通过负 载RL,按图中
方向由下到上,与假设正方向相反。于 是两个三极管一个正半周,一个负半周 轮流导电,在负载上将正半周和负半周 合成在一起,得到一个完整的不失真波 形。
2
RL
1
V
2 CC
2 RL
+VCC
+ - ui
uo -VCC
2、电源功率PV
直流电源提供的功率为半个正弦波的平均功 率,信号越大,电流越大,电源功率也越大。
PV
=VCCICC
VCC
2 2π
π
0 Iomsintd(t)
VCC
2 2π
π Uomsintd(t)
0 RL
2 VCCUom
π RL
即PV ∝Uom 。当Uom趋近VCC时,显然PV 近似与电源电压的平方成比例。
以输出较大功率为目的的放大电路称为功率放大电路
例: 扩音系统
信
电
功
号
压
率
提
放
放
取
大
大
功率放大电路是一种以输出较大功率为目的的 放大电路。为了获得大的输出功率,必须使
输出信号电压大; 输出信号电流大; 放大电路的输出电阻与负载匹配。
一、功放电路的特点和要求 1、输出功率尽可能大
一样分在有大放功大确率U区(定三B、R极过的)过C饱管E电,电O和的所流超区压输决、区过区出定截此是特由止。性值由c区、中最,外e,大β间,除允将的从了使许明击与用集显穿普和通电下电安三极降压全极电。角管流
U CEQ
uo
u CE
Po
m
ICQ 2
2
RL
变压器耦合功率放大器
uI
从变压器原边向负载方向
u CE
看的交流等效电阻
RL
N1 N2
2 RL
输出功率 P oIoU oIo2m U o 2m 1 2IoU mom
Pom
1 2ICQVCC
结论:输入信号越大, 输出功率越大
u CE
电源提供的功率
无信号时: PV VCCICQ