第八章功率放大电路..pptx

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1、第第8章章 功率放大电路功率放大电路8.1功率放大电路概述功率放大电路概述8.2互补功率放大电路互补功率放大电路8.3功率放大电路的安全运行功率放大电路的安全运行8.4集成功率放大电路集成功率放大电路第1页/共67页本章重点和考点：1.重点掌握功放的最大输出电压、最大输出功率和效率的计算。2.掌握集成功放的使用。第2页/共67页本章讨论的问题：1.功率放大是放大功率吗？电压放大电路和功率放大电路有什么区别？2.什么是晶体管的甲类、乙类和甲乙类工作状态？3.晶体管的最大耗散功率是否是电路的最大输出功率？晶体管的耗散功率最大时，电路的输出功率是最大吗？4.互补式功放电路的输出功率是否为单管功放电路

2、的二倍？第3页/共67页8.1功率放大电路概述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，简称功放。功放电路的要求：Pomax 大，三极管极限工作 =Pomax/PV 要高失真要小 功率放大电路的作用：功率放大电路的作用：是放大电路的是放大电路的输出级输出级，去推，去推动负载工作。例如使扬声器发声、继电器动作、仪表动负载工作。例如使扬声器发声、继电器动作、仪表指针偏转、电动机旋转等。指针偏转、电动机旋转等。第4页/共67页功率放大电路的特点一、主要技术指标1.最大输出功率Pom功率放大电路提供给负载的信号功率称为输出功率。是交流功率，表达式为PoIoUo。最大输出功率

3、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2.转换效率 功率放大电路的最大输出功率与电源提供的直流功率之比。直流功率等于电源输出电流平均值及电压之积。3.最大输出电压Uom第5页/共67页二、功率放大电路中的晶体管在功率放大电路中，为使输出功率尽可能大，要求晶体管工作在极限应用状态。选择功放管时，要注意极限参数的选择，还要注意其散热条件，使用时必须安装合适的散热片和各种保护措施。晶体管集电极电流最大时接近ICM晶体管管压降最大时接近U（BR）CEO晶体管耗散功率最大时接近PCM三、功率放大电路的分析方法采用图解法第6页/共67页功率放大电路的基本要求1.输出功率大2.效率要高3.非

4、线性失真要小4.散热问题额定功率额定功率是指在失真允许的范围内放大器输出的最大功率。是指在失真允许的范围内放大器输出的最大功率。最大不失真功率最大不失真功率是指在不失真的情况下最大输出功率。是指在不失真的情况下最大输出功率。第7页/共67页放大电路的工作状态甲类(=2 )第8页/共67页放大电路的工作状态乙类(=)第9页/共67页甲类(=2 )tiCO Icm 2 ICQ tiCO Icm 2 ICQ乙类(=)tiCO Icm ICQ2 甲乙类(2 )乙类工作状态失真大，静态电流为零，管耗小，效率高。甲乙类工作状态失真大，静态电流小，管耗小，效率较高。甲类工作状态失真小，静态电流大，管耗大，效

5、率低。放大电路的工作状态故越小，效率越高管耗第10页/共67页功率放大电路的分类在放大电路中，若输入信号为正弦波时，根据晶体管在信号整个周期内导通情况分类甲类(=2 )tiCO Icm 2 ICQ tiCO Icm 2 ICQ乙类(=)tiCO Icm ICQ2 甲乙类(0 V1 导通 V2 截止iC1io=iE1=iC1,uO=iC1RLui 0 V1 导通 V2 截止iC1io=iE1=iC1,uO=iC1RLui 0.2 PomU(BR)CEO 2VCCICM VCC/RLRLV1V2+VCC+ui+uo VEE4.管耗第第 3 章放大电路基础章放大电路基础第24页/共67页例 1 已知

6、：VCC=VEE=24 V，RL=8 ，忽略 UCE(sat)求 Pom 以及此时的 PDC、PC1，并选管。解 PDC=2V2CC/RL=2 242/(8)=45.9(W)=0.5(45.9 36)=4.9(W)U(BR)CEO 48 VICM 24/8=3(A)可选：U(BR)CEO=60 100 VICM=5 APCM=10 15 WRLV1V2+VCC+ui+uo VEE第25页/共67页甲乙类互补对称功率放大电路甲乙类互补对称功率放大电路一、甲乙类双电源互补对称功率放大电路给 V1、V2 提供静态电压 tiC0 ICQ1ICQ2克服交越失真思路：电路：RLRV3V4V1V2+VCC+

7、ui+uo VEEV5当 ui=0 时，V1、V2 微导通。当 ui 0(至 )，V2 微导通 充分导通 微导通；V1 微导通 截止 微导通。第26页/共67页克服交越失真的电路V1V2V3V4实际电路V4RL+VCC+uo V1V2V3 VEER*1R2R3R4V1V2V3R2R1RL+VCC+uo V1V2V3V4V5 VEE+ui R第27页/共67页二、复合管互补对称放大电路1.复合管(达林顿管)目的：实现管子参数的配对；提高电流放大倍数ib1(1+1)ib1(1+1)(1+2)ib1=(1+1+2+1 2)ib1 1 2 rbe=rbe1+(1+1)rbe2 2(1+1)ib1 1

8、ib1ibicie(1+2+1 2)ib1V1V2第28页/共67页V1V2NPN+NPNNPNV1V2PNP+PNPPNPV1V2NPN+PNPNPNV1V2PNP+NPNPNP构成复合管的规则：1)B1 为 B，C1 或 E1 接 B2，C2、E2 为 C 或 E；2)应保证发射结正偏，集电结反偏；3)复合管类型与第一只管子相同。第29页/共67页V1V2 练习：接有泻放电阻的复合管：V1V2ICEO1 2 ICEO1R泻放电阻减小复合管总的穿透电流减小。第30页/共67页V1、V3 NPNV2、V4 PNPR3、R5 穿透电流泄放电阻RE1、RE2 稳定“Q”、过流保护取值 0.1 0.

9、5 V5 V7、RP 克服交越失真R4 使 V3、V4 输入电阻平衡V8 构成前置电压放大RB1 引入负反馈，提高Q点稳定性。UE UB8 IB8 IC8 UB3 UE 准互补对称电路准互补对称电路2.复合管互补对称电路举例RLRPV4+VCCV5V1V2R2RB1RB2+uo+ui+V6V7V8EUB3R1R5R3IC8RE1RE2R4V3UB8-VEE第31页/共67页一、OTL 乙类互补对称电路在输入信号的正半周，VT1 导通，iC1 流过负载；负半周，VT2导通，iC2 流过负载。在信号的整个周期都有电流流过负载，负载上 iL 和 uO 基本上是正弦波。存在的问题：交越失真交越失真单电

10、源互补对称功率放大电路1.1.工作原理工作原理 OTL电路(Output Transformerless)第32页/共67页2.OTL 乙类互补电路图解分析Icm1=Icm2 Icm，Ucem1=Ucem2=Ucem，第33页/共67页RLRBV4VEE+VCCV5V1V2CERERB1RB2+uo+ui+CE电容 C 的作用：1)充当 VCC/2 电源2)耦合交流信号当 ui=0 时，1.电路结构二、OTL 甲乙类互补对称电路第34页/共67页RLRBV4VEE+VCCV5V1V2CERERB1RB2+uo+ui+CE当 ui=0 时，当 ui 0 时：V2 导通，C 放电，V2 的等效电源

11、电压 0.5VCC。当 ui 0时，T1和T4导通，T2和T3 截止，负载上获得正半周电压；当 ui0时，T2和T3导通，T1和T4 截止，负载上获得负半周电压。因而负载上获得交流功率工作时，第54页/共67页8.3实际的功率放大电路实际的功率放大电路OTL 音频功率放大电路音频功率放大电路中间级前置放大级功率放大级第55页/共67页1.闭环电压放大倍数2.最大输出功率第56页/共67页OTL 高保真功率放大电路高保真功率放大电路高保真高保真 OTL 功率放大电路功率放大电路第57页/共67页1.闭环电压放大倍数2.最大输出功率第58页/共67页8.4集成功率放大电路OTL、OCL和BTL电路

12、均有各种不同电压增益多种型号的集成电路。只需外接少量元件，就可成为实用电路。集成功率放大电路分析LM386是一种音频集成功放，具有功耗小，电压增益可调节，电源电压范围大，外接元件少和总谐波失真小等优点，广泛应用于录音机和收音机之中。特点:工作可靠、使用方便。只需在器件外部适当连线，即可向负载提供一定的功率。第59页/共67页一、LM386内部电路LM386内部电路原理图第一级差分放大电路（双入单出）第二级共射放大电路（恒流源作有源负载）第三级OTL功放电路输出端应外接输出电容后再接负载。电阻R7从输出端连接到T2的发射极形成反馈通道，并与R5和R6构成反馈网络，引入深度电压串联负反馈。第60页

13、/共67页二、LM386的电压放大倍数1.当引脚1和8之间开路时Uf=UR5+UR6Ui/2 2.当引脚1和8之间外接电阻R时第61页/共67页3.当引脚1和8之间对交流信号相当于短路时4.在引脚1和5之间外接电阻，也可改变电路的电压放大倍数电压放大倍数可以调节，调节范围为20200。三、LM386引脚图LM386的外形和引脚集成功率放大电路的主要性能指标（略）第62页/共67页集成功率放大电路的应用一、集成OTL电路的应用1.LM386外接元件最少的用法静态时输出电容上电压为VCC/2最大不失真输出电压的峰峰值为电源电压VCC 最大输出功率为输入电压有效值第63页/共67页2.LM386电压增益最大的用法3.LM386的一般用法LM386电压增益最大的用法LM386的一般用法引脚1和引脚8接10uF电解电容器，1和8之间交流短路。引脚1和引脚5接电阻，也可改变电压放大倍数。第64页/共67页二、集成OCL电路的应用TDA1521的基本接法TDA1521为2通道OCL电路，可作为立体声扩音机左、右两个声道的功放。最大输出功率Pom12W最大不失真输出电压Uom 9.8V第65页/共67页三、集成BTL电路的应用TDA1556为2通道BTL电路。可作为立体声扩音机左，右两个声道的功放。TDA1556的基本接法第66页/共67页感谢您的观看！第67页/共67页