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模电 课件 08-功率放大电路


+ ui N1
N2
-
N2
T1 ic1 T2 ic2
ic1
+
uo
RL
uo -
O
T/2
ic 2
Tt
O
T/2 T
t
O
t
变压器耦合乙类推挽功率放大电路
优点:可以实现阻抗变换。
缺点:体积庞大、笨重、消耗有色金属,且效率较低
(变压器损耗),低频和高频特性都差。
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5
• 无输出电容(OCL)乙类互补对称功率放大电路
此时,PT
(m ax)

VC2C
2 RL
2
2
Pom
0.2Pom
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uCE1
iC2
t
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3
U o(max)

VCC
U CES 2
Pom

U2 o (m a x) RL

VCC UCES 2RL
2
若忽略基极回路电流,则电源提供的电流为:
iC

VCC
U CES RL
sin t
PV
VCC iC ( AV )
VCC
由于电容C 的容量足够大,若
初始电压为0,则基极电压通过
ui
+Vcc/2
T1管发射结向电容C充电,直至
T2
+
RL
uo -
近似为Vcc/2为止。 输入信号正半周电源Vcc向T1
管供电;输入信号负半周,电
OTL功率放大电路
容C上存储的电压Vcc/2向T2管供 电。
优点:单电源供电。
缺点:低频特性差。
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一般直接驱动负载,带载能力要强。
• 要解决的问题 (1)提高转换效率:在电源电压确定的情况下,输
出尽可能大的输出功率; (2)减小失真:工作于大信号状态容易产生非线性失
真。 (3)功放管的保护:管子工作在接近极限状态。
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2
• 主要技术指标
(1)最大输出功率Pom :在电路参数确定的情况下负载 可能获得的最大交流功率。
大倍数;功率放大电路追求尽可能大的不失真输出功率和
转换效率。
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3
思考题:功率放大电路中
电源的功率除了提供给负载 外,其余的消耗在什么地方?
提高功放效率的根本途径 是减小功放管的功耗。
2. 晶体管的工作状态
三极管根据正弦信号整 个周期内的导通情况,可 分为几个工作状态:
采用甲乙类工作状态最 合适,因为甲类效率太低, 丙类失真太大,乙类会产
8.1 功率放大电路概述 8.2 互补功率放大电路
8.3 * 功率放大电路的安 全运行
8.4* 集成功率放大电路
内容简介 本章小结
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内容简介
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1
1. 功率放大电路的特点
• 特点 功率放大电路是一种能够向负载提供足够大的功率
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。
3. OCL电路中晶体管的选择
+Vcc
• 最大管压降: UCE (max) 2VCC
R1
T1
• 集电极最大电流:
ui
IC (max)

I E (max)

VCC
UCES RL
VCC RL
T2
• 集电极最大功耗:
R2
uCE VCC Uom sint ,
+
RL
uo -
-Vcc
iC
1
1. OCL功率放大电路的组成及工作原理
• OCL电路的交越失真
R1
T1
+Vcc 仿真
T1 +Vcc 仿真
A
ui
ie1
ui
ie1
因为在ui T为2 0i时e2 ,R晶L 体u+-管o 已
B
T2 ie2
RL
+
uo -
R2
-Vcc
经角处大于于微180导o,通所状-以V态c晶c,体其管导处通于 改进的OCL功率放大电路
甲类: = 360°max 50% 生交越失真。 乙类: = 180°max 78.5% 思考题:功放中的功放管采
甲乙类:180°< < 360° 用哪种工作状态最合适?
丙类: < 180°
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4
3. 功放的几种基本电路形式
• 变压器耦合乙类推挽功率放大电路
1

VCC UCES sin tdt
0
RL
2 VCC VCC UCES

RL
Pom VCC UCES
PV 4
VCC
若忽略UCES,则:
Pom

VC2C 2RL
PV
2 VC2C
RL
Back
78.5%
4
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4

U om RL
s in t
思考题: 集电极最大功耗是负载获得最大功率时的
管耗吗?是负载功率为0 时的管耗吗?Back Next Hme5 PT

1 T
T 0
uCEiC dt

1
2
0
VCC
U om
sin t Uom
RL
sin tdt

1 RL

VCCU

(2)转换效率 :最大输出功率与电源提供的功率之比,

= Pom / PV
• 分析方法
工作于大信号状态,功放管的非线性不可忽略,宜采用 图解分析法。
思考题:功率放大电路与前面介绍的电压放大电路有本
质上的区别吗?
无本质的区别,都是能量的控制与转换。不同之处在于,
各自追求的指标不同:电压放大电路追求不失真的电压放
T1 +Vcc
ui
ie1
T2 ie2
RL
+
uo -
-Vcc
OCL功 率 放 大 电 路
ie1
uo
O T/2 T t
ie2
O
T/2 T
t
O
t
优点:直接耦合,频率
特性好。
缺点:双电源供电。
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5
• 无输出变压器(OTL)乙类互补对称功率放大电路
T1 +Vcc
静 态 时 : 基 极 电 位 为 Vcc/2 ,
om

U
2 om
4


dPT dUom

1 RL

VCC

Uom 2
0功放管的选择原则:
当PT (忽max略) URC1ELS时V, CC Po2mVCC2VRC2CL14, 2VCCBPICCU2MMCEOIPCVT(2(UCmmR2CaaCxLx)E)(mVa0RxC).LC2P2oVmCC
甲乙类O工CL作功状率态放大。电路
思考题: ui可以从A
或B点接入吗?
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2 2. OCiLL电路的输出功率iC1和效率
iC1max
O t -uCE2
iC2max
U om(max) Vcc U CES uo
U o(max)

Vcc
U CES 2
Q VCC-UCES1
VCC-UCES2
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