第6章 低频功率放大器.ppt

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1、6.1 概 述,6.2 互补对称功率放大器,6.3 集成功率放大器,第6章 低频功率放大器,例： 扩音系统,什么是功率放大器？ 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。能输出较大功率的放大器称为功率放大器,6.1 概述,6.1.1 功率放大电路的特点,功放电路中电流、电压要求都比较大，必须注意电路参数不能超过晶体管的极限值: ICM 、UCEM 、 PCM 。,（1）输出功率Po尽可能大,电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真。,电源提供的能量应尽可能多地转换给负载，尽量减少晶体管及线路上的损

2、失。即注意提高电路的效率（）。,Po: 负载上得到的交流信号功率。PE ： 电源提供的直流功率。,（4）散热性能要好,（2）效率要高,（3）非线性失真要小,1.甲类：Q点适中，在正弦信号的整个周期内均有电流流过三极管。,6.1.2 功率放大器的分类,2.乙类：静态电流为0，BJT只在正弦信号的半个周期内均导通。,3.甲乙类：介于两者之间，导通角大于180,1. 电路的组成与工作原理,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。,6.2 互补对称功率放大器,V2,工作原理（设ui为正弦波）,静态时：,ui = 0V ic1、ic2均=0（乙类

3、工作状态） uo = 0V,动态时：,ui 0V,V1截止，V2导通,ui 0V,V1导通，V2截止,iL= ic1 ;,iL=ic2,V1、V2两个管子交替工作，在负载上得到完整的正弦波。,V1,输入输出波形图,死区电压,2. 图解分析,负载上的最大不失真电压为Uom=VCC- UCES,最大不失真输出功率Pomax,(1)输出功率Po,3. 输出功率、最大效率、管耗,(2)效率,最高效率max,(3)三极管的最大管耗PT1max,问：Uom=？ PT1最大, PT1max=？,PT1max发生在Uom=0.64VCC处。将Uom=0.64VCC代入PT1表达式：,4. 功放管的选择,(1)

4、 PCM PT1max =0.2PoM,(2),（3）ICMVCC/RL。,存在交越失真,乙类互补对称功放的缺点,静态时: V1、V2两管发射结电压分别为二极管V4、 V5的正向导通压降，致使两管均处于微弱导通状态甲乙类工作状态,动态时：设 ui 加入正弦信号。正半周 V1 截止，V2导通；负半周V2截止，V1导通。,电路中增加 R1、V4、V5、R2支路,6.2.2 甲乙类双电源互补对称功率放大器,电路中增加复合管,增加复合管的目的：扩大电流的驱动能力。, 1 2,晶体管的类型由复合管中的第一支管子决定。,复合NPN型,复合PNP型,1、基本原理,. 单电源供电；,. 输出加有大电容。,（1

5、）静态偏置,6.2.3 甲乙类单电源互补对称功率放大器,调整RW阻值的大小，可使,此时电容上电压,（2）动态分析,（电容起到了负电源的作用）,ui负半周时，V1导通、V2截止；,ui正半周时，V1截止、V2导通。,（3）输出功率及效率,若忽略交越失真的影响。则：,此电路存在的问题：,输出电压正方向变化的幅度受到限制，达不到VCC/2。,总结：互补对称功放的类型,6.3 集成功率放大器,6.3.1 4100系列集成电路应用线路,1. 外型图与引脚的功能,2. 典型应用电路,6.3.2 TDA2030集成功率放大器的应用线路,本章小结,（1）功率放大器的主要任务是安全地、高效地在允许的失真范围内输

6、出尽可能大的功率。按功放管的工作状态不同，功率放大器可分为甲类、乙类和甲乙类；按输出终端的特点可分为OTL、OCL等。（2）功率放大器是在大信号下工作的，通常采用图解法进行分析。研究的重点是如何在允许失真的条件下，尽可能提高输出功率和效率。（3）为了提高低频功放的效率，应当使功放管工作在乙类状态；为了克服单管乙类功放的严重非线性失真，可采用乙类互补对称功放，即OCL电路，其最高工作效率约为78.5%。为了保证功放管的安全工作，功放管的极限参数必须满足：PCMPT1m(0.2Pom)，|U(BR)CEO|2VCC，ICMVCC/RL；为了克服乙类互补对称功放存在的交越失真，应采用甲乙类（接近乙类）互补对称功放。,（4）单电源互补对称功放电路（OTL电路），其工作原理基本上与OCL电路相同，计算输出功率、效率、管耗和电源供给功率时，可借用双电源互补对称电路的计算公式，但要用VCC/2代替原式中的VCC。（5）集成功放器具有体积小、重量轻、工作可靠、调试组装方便之优点，是今后功率放大电路的发展方向，使用集成功放器应了解它们的外部特性和应用线路。,