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文档之家› 第五章 功率放大电路PPT课件
第五章 功率放大电路PPT课件
2、功放管的最大耐压U(BR)CEO 当一只管子饱和导通时,另一只管子承受的最大反向电
压为2VCC。故
U (BR)CEO 2VCC
二、对功率放大电路的要求 1、应有足够大的输出功率。 2、效率要尽可能的高。 3、非线性失真要小。 4、功率管要采取散热等保护措施。
5.1.2 功率放大电路的分类
1、按静态工作点分类:
图5.1.1 各类功率放大电路的静态工作点及其波形 (a)工作点位置 (b)甲类波形 (c)甲乙类波形(d)乙类波形
5.2 乙类互补对称功率放大电路
功率放大器早期采用变压器耦合输出,可实现阻抗匹配, 但体积大、传输损耗大,在实际中已使用不多。
目前大量应用的是无变压器的乙类互补对称功率放大 电路。按电源供给的不同,分为双电源互补对称功放电路 和单电源互补对称功放电路。
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5.2.1 OCL电路
一、基本电路及其工作原理 双电源互补对称电路又称无输出电容的功放电路,简称 OCL电路,其原理电路如图5.2.1 (a)所示。图中V1、V2为导 电类型互补(NPN、 PNP)且性能参数完全相同的功放管。两 管均接成射极输出电路以增强带负载能力。
1 2
V CC
U CE(sat) 2 1 VC2C
RL
2 RL
2.直流电源供给功率PV 根据富氏级数分解,周期性半波电流的平均值Iav=
Icm /π ,因此正负电源供给的直流功率
PV
I avV CC
I avV EE
2 I avV CC
2 π
VCC
I
cm
2VCCU cem π RL
3.管耗PC
2.效率η
η就是负载上得到的有用信号功率Po与电源供给的直流
功率PV之比,即
Po
PV
3.非线性失真系数THD THD用来衡量非线性失真的程度,即:
THD 1
I
2 m2
I
2 m3
1
U
2 m2
U
2 m3
I m1
U m1
式中,Im1、Im2、Im3…和Um1、Um2、Um3…分别表示输出电 流和输出电压中的基波分量和各次谐波分量的振幅。
为便于分析,将V2管的特性曲线倒置于V1管特性曲线的右 下方,且使Q点位置对齐。图中显示了两管信号电流iC1和iC2波形 及合成后的uce波形。
从图中可以看出,任意一个半周期内,每个管子c、e两端信 号电压为|uCE|=|VCC|-|uo|,而输出电压uo=-uce=ioRL=icRL。
在一般情况下,Uom=Ucem,Iom=Icm,其大小随输入信号幅 度而变,最大输出电压幅度为Uom(max)=VCC-UCE(sat)≈VCC。
2、按信号频率分类 (1)低频 本章讨论 (2)高频 《高频电路》中讨论
5.1.3 低频功率放大电路的主要技术指标
1.最大输出功率Pom 输出功率Po等于输出电压与输出电流的有效值乘积,即
P om
1 2 Iom
1 2
U om
1 2
IomU om
Iom表示输出电流振幅,Uom表示输出电压振幅。 最大输出功率Pom是在电路参数确定的情况下,负载上 可能获得的最大交流功率。
图5.2.1 OCL基本原理电路 a)基本原理电路 b)输入信号波形 c)输出信号波形
1、静态分析 静态时两管零偏而截止, 故静态电流为零,又由于两管特 性对称,故两管输出端的静态电压为零。
2、动态工作情况
电路输入如图5.2.1(b)所示的正弦信号。(1)在ui正半 周期间, V1发射结正偏而导通,V2发射结反偏而截止。(2) 在ui负半周期间,V1发射结反偏截止,V2发射结正偏导通。
图5.2.2 乙类互补对称功率放大电路的图解分析
三、电路性能参数计算 1.最大输出功率Pom 由图可见,Iom=Icm,Uom=Ucem,得
Po
1 2
I cmU cem
1 2
U2 cem RL
当输入信号足够大时,Ucem=VCC—UCE(sat)≈VCC,则
( ) Pom
1
U
2 cem
2 RL
(1)平均管耗 由于V1、V2各导通半个周期,且两管对称,故两管的管耗 相同,每只管子的平均管耗为
PC1
12(PV Po)
1(VCCU cem
RL
π
U
2 cem
)
4
(2)输出最大功率时的管耗Pc1(Ucem≈Vcc) Pc1(Ucem)≈0.137Pom。
(3)最大管耗
当 Ucem=
2 π
VCC
5.1 功率放大电路概述
能够向负载提供足够信号功率的放大电路称为功率放大电 路(Power amplifier),简称功放。
5.1.1 功率放大电路特点和要求
一、功率放大电路的特点
从能量控制的观点来看,功率放大电路与电压放大电路都 属于能量转换电路,均将电源的直流功率转换成被放大信号的 交流功率。两种电路的比较如下表所示:
V1、V2两管分别在正、负半周轮流工作,使负载RL获 得一个完整的正弦波信号电压,如图5.2.1(c)所示。
*二、图解分析
该电路负载线方程式为uCE=VCC-iCRL,设管子的ICEO=0, 则静态电流IC1=IC2=0。则UCEQ=VCC。属于乙类功放电路。由此 可作出如图5.2.2所示斜率为-1/RL的负载线。
教学目标
5、熟悉常用集成功率放大器(LA4102、LM386、TDA2030
等)引脚功能,了解其主要技术指标。熟悉集成功放应用电 路组成、外接元器件作用,会估算闭环增益。
6、选学BTL电路原理及其由集成功放构成的应用电路。
7、选学功放管二次击穿和热致击穿现象及其保护措施,功
放管等功率器件散热计算及散热片的选择。
第五章 功率放大电路
5.1 功率放大电路概述 5.2 乙类互补对称功率放大电路 5.3 集成功率放大器 *5.4 功率管的安全使用
教学目标
1、了解功放电路特点、分类、对功放电路要求。熟悉低频
功放电路主要技术指标。
2、熟悉OCL、OTL电路组成、工作原理、性能参数估算方
法。
3、掌握交越失真产生原因、消除交越失真方法。 4、掌握复合管组成原则。
时出现最大管耗,且为Pcm1≈0.2Pom。
4.效率
Po π U cem
PV 4 VCC
当电路输出最大功率时,Ucem≈VCC,
m
π 4
78.5%
四、功放管的选择
功放管的极限参数有PCM、ICM、U(BR)CEO,应满足下列条件 1、功放管集电极的最大允许功耗
PCM Pcm1 0.2Pom