功率放大电路归纳
第五章 功率放大电路
V C( C V
CC U CE (sat)) RL
2.2W
m
π 4
V CC
U CE(sat) V CC
65%
5.2.2 OTL电路
1 、 OCL 电 路 线 路 简 单 、 效率高,但要采用双电源供电, 给使用和维修带来不便。
2、采用单电源供电的互 补对称电路,称为无输出变压 器(Output transformerless)的 功放电路,简称OTL电路,如 图5.2.5所示。其特点是在输出 端负载支路中串接了一个大容 量电容C2。
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。
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。
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
3、功放管的最大集电极电流
I
CM
VCC RL
4、选择示例
9-功率放大电路
OTL电路:单电源供电,低频特性差。 Uom (VCC
2) U CES 2
OCL电路:双电源供电,低频特性好。Uom
VCC
UCES 2
BTL电路:单电源供电,低频特性好;双端输入双端输出。
U om
VCC 2UCES 2
集成功率放大电路
种类:OTL、OCL、BTL 电路结构:双极型电路、双极型与单极型混合电路(VMOS管广泛应用)
T2、T5的极限参数:PCM=1.5W,ICM=600mA,UBR(CEO)=40V。
3. D1短路; 影响消除交越失真 4. D1断路; 功放管将烧坏 5. T1集电极开路。 输出波形正负半周不对称
功放的故障问题,特别需要考虑故障的产生是否影响功放管的安全工作!
晶体管的工作方式
1. 甲类方式
晶体管在信号的整个周期内均处于导通状态
2. 乙类方式
晶体管仅在信号的半个周期处于导通状态
3. 甲乙类方式
晶体管在信号的多半个周期处于导通状态
4. 为了获得更大的输出功率和更高的效率,还有丙类、丁类功放
功率放大电路的种类
1. 变压器耦合功率放大电路:传统功放,应用至今 2. OTL 电路 (Output Trasfomerless):无变压器,有大电容 3. OCL电路 (Output Capacitorless):无大电容,但双电源供电 4. BTL 电路( Balanced Transformerless):单电源供电,管子多
只有C 足够大,才能认为其对交流信号相当于短路,uo ≈ ui 。 OTL电路低频特性差。 若要低频特性好,则需改变耦合方式:阻容耦合→直接耦合。
OCL电路(Output Capacitorless) 和BTL 电路( Balanced Transformerless)
07.3功率放大电路
(3) 参数计算
① 最大输出功率Pom
最大的输出功率为:
Pom=
1 2
IomUom=
1 2
U
2 om
RL
=
1
U
2 CC
2 RL
当功率放大器工作在非最大输出状态时,输出功能率
为:
Po =
1 2
IomUom=
1 2
U
2 om
RL
=
1
U
2 im
2 RL
② 直流电源供给的功率PU
在一个周期内电源向两个功放管提供的直流功率PU
在ui负半周,V2截止,V3导通,-UCC通过V3向RL 供电,在RL上获得跟随ui的负半周信号电压uo 。
负载RL上输出如图7.37(c) 所示。
由上分析可知:输出电压uo虽未被放大,但 由于iL= ie=(1+β)ib,具有电流放大作用,因此具有功率放大 作用。
图7.38 OCL 电路图解分析波形图
极控制,这样在负载上获得负半周输出信号,于是负
载上获得完整的正弦信号输出。
(3) 参数计算 OTL 电路与OCL电路相比,每个功放管实际工作电 源电压为1/2UCC,因此将(7.37)~(7.43)中UCC用 1/2UCC替换即得相应的参数计算公式。
[例9] 在图7.41所示电路中,已知:RB1=22kΩ 、 RB2=47kΩ、 RE1=24Ω 、 RE2= RE3=0.5Ω 、 R1=240Ω 、 RP=470Ω、RL=8Ω,V2为3DD01A、V3为3CD10A,V4、 V5为2CP。试求:
TDA8172的外形及引脚如图7.53(a)所示。
(2)工作原理 ui为负半周时,V1集电极信号为正半周,V2、V3 导通,V4、V5截止。在信号电流流向负载RL形成正半 周输出的同时向Co充电,使UCo=1/2UCC。 ui正半周时,V1集电极信号为负半周,V2、V3截止, V4、V5导通。此时,Co上的1/2UCC与V4、V5形成放电 回路,若时间常数RLC远大于输入信号的半周期,则电 容上电压基本不变,而流过管子和负载的电流仍由基
知识点1 功率放大电路的特点
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。
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。
3、非线性失真要小ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
功率放大电路是在大信号下工作,所以不可避免地会 产生非线性失真, 在获得大的功率输出下尽可能将失真限 制在允许范围内。
4、散热要好
在功率放大电路中,有相当大的功率消耗在管子的集 电结上,使结温和管壳温度升高。为充分利用允许的管耗 输出足够大的功率,散热非常重要。
功率放大电路应具有以下四个主要特点: 1、输出功率要大
为了获得大的功率输出,要求功放管的电压和电流都有 足够大的输出幅度,因此管子往往在接近极限运用状态下工 作。 2、效率要高
所谓效率就是负载得到的有用信号功率和电源供给的直 流功率的比值。它代表了电路将电源直流能量转换为输出交 流能量的能力。功放通常工作在大信号情况下,所以输出功 率和功耗都较大,在允许的失真范围内尽量减小损耗。
功率放大电路的分类及特点分析
功率放大电路的分类及特点分析1.B类功率放大电路B类功率放大电路是最常见的功率放大电路之一,特点是具有较高的效率和较大的输出功率。
该电路的工作原理是通过将输入信号分成正半周期和负半周期,并分别由两个互补的输电子管进行放大,然后将两个输出信号进行合并得到最终的输出信号。
由于每个输电子管只工作在一个半周期中,因此可以减小非线性失真,提高效率。
但是B类功率放大电路的缺点是存在交越失真,即输出信号在从负半周期切换到正半周期时可能产生的畸变。
2.A类功率放大电路A类功率放大电路是一种线性的功率放大电路,特点是输出信号与输入信号具有相同的波形。
该电路通过电压放大器和功率放大器的级联来实现。
由于工作在线性区域,A类功率放大电路可以提供极低的失真和良好的信号质量,但相对于B类功率放大电路而言,效率较低。
3.AB类功率放大电路AB类功率放大电路综合了A类和B类功率放大电路的优点,是一种常用的功率放大电路。
该电路结合了A类电路的线性扭矩和B类电路的高效能,可以提供较高的效率和较低的失真。
AB类功率放大电路一般采用两个输电子管,一个在正半周期工作,一个在负半周期工作,通过分别放大两个半周期的输入信号然后进行合并得到最终的输出信号。
4.D类功率放大电路D类功率放大电路是一种特殊的功率放大电路,特点是具有极高的效率和低的功耗。
该电路的工作原理是将输入信号转换为脉冲信号,即将连续的输入信号转换为高频的脉冲信号,然后通过对脉冲信号进行调制和滤波得到最终的输出信号。
D类功率放大电路的优点是功率转换效率高,适用于对功率效率要求较高的应用场合。
但是该电路的缺点是输出信号的失真较大,需要通过合适的滤波器进行处理。
总结起来,功率放大电路根据工作原理和应用特点的不同可以分为几种不同的类别,每种类别都有自己的优点和局限性。
在选择合适的功率放大电路时,需要根据具体的应用需求和限制条件来进行选择。
功率放大电路
1.集成功放LM386
LM386 是目前广泛使用的 小功率音频集成功率放大器, 其外形和管脚排列如图所示。
信号放大电路
1.3
集成功率放大器
2. LM386 的图所示。
电路与电子技术
电路与电子技术
信号放大电路
1.1
功率放大电路概述
1.功率放大电路的特点
功率放大电路概述
1) 输出功率要大 2) 功率转换效率要高 3) 非线性失真要小 4) 功放管的散热要好
信号放大电路
1.1
功率放大电路概述
2.功率放大电路的工作状态
功率放大电路按功放管 导通时间的长短可分为 甲类、乙类和甲乙类, 如图所示。
功率放大电路概述
信号放大电路
1.2
互补对称功率放大电路
功率放大电路概述
1.乙类互补对称功放
乙类功放管耗小, 效率较高, 但失真严重。若采用两只特性 相同的功放管, 使其在正负半周轮流工作, 则可在负载上合 成完整的波形, 从而解决失真的问题。
信号放大电路
1.3
集成功率放大器
功率放大电路概述
在半导体制造工艺的基础上, 将整个电路中的元器件制作在一 块硅基片上, 构成具有特定功能的电子电路, 称为集成电路。 集成功率放大器(简称集成功放) 具有体积小、性能优越、工 作稳定、易于安装和调试等优点。
功率放大电路的分类
功率放大电路的分类
功率放大电路可以根据工作原理和电路形式分为多种类型。
基本
的分类如下:
1. A类功率放大电路:将信号完整地放大,但失真较大,通常用于低功率音频放大器。
2. B类功率放大电路:只将输入信号的正半周或负半周放大并输出,虽然失真较小,但需要使用交叉引脚式负反馈电路以提高线性度。
3. AB类功率放大电路:结合了A类和B类功率放大电路的优点,在保持线性度的同时降低了失真。
4. C类功率放大电路:将输入信号进行截取,只放大高频毛刺,常用于无线电频率调制和解调器。
5. D类功率放大电路:将输入信号数字化,以PWM(脉宽调制)
的方式进行放大,常用于音频和功率放大器。
6. E类功率放大电路:对高频信号进行截取和放大,常用于射频发射器和线性动力放大器。
以上是功率放大电路的基本分类,由于不同的场合使用不同的放
大器,因此还会有很多其他类型的功率放大电路。
第九章 功率放大电路
时, 允许的最大功耗 Pcm 仅为1W,加了120mm×120 mm×4 mm的
散热片后, 其Pcm可达到10 W。 在实际功率放大电路中,为了 提高输出信号功率, 在功放管一般加有散热片。
第9章 功率放大电路
9.1.4 提高效率的方法
第9章 功率放大电路
9.2 互补对称功率放大电路
9.2.1 双电源互补对称电路 (OCL电路)
第9章 功率放大电路
第9章 功率放大电路
9.1 功率放大电路概述 9.2 互补对称功率放大电路 9.3 集成功率放大器
第9章 功率放大电路
9.1 低频功率放大电路概述
实际的放大电路中,输出信号要驱动一定的负载装置,如收音机中扬声器的音圈、 电动机控制绕组、计算机监视器或电视机的扫描偏转线圈等。所以,实际的多级放大 电路除了应有电压放大级外,还要求有一个能输出一定信号功率的输出级,这类主要 用于向负载提供功率的放大电路常称为功率放大电路。
第9章 功率放大电路
2. 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。在输出 功率比较大时,效率问题尤为突出。如果功率放大电路的效 率不高,不仅造成能量的浪费,而且消耗在电路内部的电能 将转换为热量,使管子、元件等温度升高而损毁。为定量反
映放大电路效率的高低,定义放大电路的效率为 η,
Po 100% PE
9.1.1 分类
•按晶体管导通时间不同,可分为甲类、乙类、甲乙类等
iC O O O iB iB iC iC iC iC iC
t
O O
iB O iB
t
O O
iB O iB
t
t t
(a) 甲类 (b) 乙类
图 9 – 1 甲类、乙类、甲乙类功率放大电路的工作状态示意图
功率放大电路
ic1 V1 V4 V2 RL iL ic1 uo
U BE4 U CE4 ≈ ( R1 + R2 ) R2
UCE4用以供给V1 、V2两管的偏置电 压。由于UBE4基本为一固定值(硅管 约为0.6~0.7V、锗管约为0.2~0.3V)
, 只要适当调节R1、R2的比值,就可改变V1、V2的基极偏 压UCE4值。这种电路称为UBE扩展电路。
U omm = U cem = U CC - U ces ≈ U CC
2 2 U omm (U CC - Uces )2 1 U CC Pom = = ≈ 2RL 2RL 2 RL
只有充分激励,才能输出最大不失真功率。
2.直流电源的供给功率PDC计算
每个电源中的电流为半个正弦波, 其平均值为:
iC1
ic2
RL
–UCC 注意:V1、V2每个晶体 管只在半个周期内工作
输入输入波形图 ui 死区电压 uo ´ uo uo V1 +UCC
ui
V2
iL RL
-UCC
uo
交越失真
(二)功率及效率的计算
1. 输出功率Po和最大不失真输出功率Pom
P o = Uo I o = Uom Icm 2 1 U 2om 1 2 = Uom Icm = = I cmRL 2RL 2 2 2
由于上面的计算是在理想情况下进行的,所以实际选 择管子时,还需留有充分的余量。
例题1:已知乙类互补对称功放电路如图所示,已知 UCC=24V,RL=8Ω,试估算该放大电路最大输出功率Pom及此 时电源供给的功率PDCm和管耗PC1,并说明该功放电路对功放 管的要求。 +UCC 2 2 UCC 24 = = 36W 解: P om = 2RL 2 ×8
功率放大电路知识梳理
Joo 图5功率放大电路知识梳理一、功率放大电路的特点、基本概念和类型1、特点:(1)输出功率大(2)效率高(3)大信号工作状态⑷功率BJT 的散热-工作点Q 处于放大区,基本在负载线的中间,见图 5.1-在输入信号的整个周期内,三极管都有电流通过•导通角为360度。
缺点:效率较低,即使在理想情况下,效率只能达到 50% 由于有I CQ 的存在,无论有没有信号,电源始终不断地输送功率。
当没有信号输入时,这些功率全部消耗在晶体管和电阻上, 并转化为2、功率放大电路的类型(1)甲类功率放大器x Q mF 数特点:热量形式耗散出去;当有信号输入时,其中一部分转化为有用的输出功率。
作用:通常用于小信号电压放大器;也可以用于小功率的功率放大器。
(2)乙类功率放大器•工作点Q处于截止区。
•半个周期内有电流流过三极管,导通角为180度。
•由于I c(=0,使得没有信号时,管耗很小,从而效率提高。
缺点:波形被切掉一半,严重失真,如图 5.2所示。
作用:用于功率放大。
(3)甲乙类功率放大器图5.3特点:•工作点Q处于放大区偏下。
•大半个周期内有电流流过三极管,导通角大于180度而小于360 度。
•由于存在较小的I CQ所以效率较乙类低,较甲类高。
缺点:波形被切掉一部分,严重失真,如图 5.3所示。
作用:用于功率放大。
返回第三节乙类双电源互补对称功率放大电路一、电路组成在图5.4所示电路中,两晶体管分别为NPN管和PNP管,由于它们的特性相近,故称为互补对称管。
图54静态时,两管的l cc=0;有输入信号时,两管轮流导通,相互补充。
既避免了输出波形的严重失真,又提高了电路的效率。
由于两管互补对方的不足,工作性能对称,所以这种电路通常称为互补对称电路團5.5二、分析计算1.输出特性曲线的合成因为输出信号是两管共同作用的结果,所以将「、壬合成一个能反映输出信号和通过负载的电流的特性曲线。
合成时考虑到:(1) V i =0 时,V cEQ=V Cc ,-V CEQ=V Cc,因此Q l=Q。
功率放大电路知识梳理
功率放大电路知识梳理一、功率放大电路的特点、基本概念和类型1、特点:(1) 输出功率大(2) 效率高(3) 大信号工作状态(4) 功率BJT的散热2、功率放大电路的类型(1) 甲类功率放大器特点:·工作点Q处于放大区,基本在负载线的中间,见图5.1。
·在输入信号的整个周期内,三极管都有电流通过。
·导通角为360度。
缺点:效率较低,即使在理想情况下,效率只能达到50%。
由于有I CQ的存在,无论有没有信号,电源始终不断地输送功率。
当没有信号输入时,这些功率全部消耗在晶体管和电阻上,并转化为热量形式耗散出去;当有信号输入时,其中一部分转化为有用的输出功率。
作用:通常用于小信号电压放大器;也可以用于小功率的功率放大器。
(2) 乙类功率放大器特点:·工作点Q处于截止区。
·半个周期内有电流流过三极管,导通角为180度。
·由于I CQ=0,使得没有信号时,管耗很小,从而效率提高。
缺点:波形被切掉一半,严重失真,如图5.2所示。
作用:用于功率放大。
(3) 甲乙类功率放大器特点:·工作点Q处于放大区偏下。
·大半个周期内有电流流过三极管,导通角大于180度而小于360度。
·由于存在较小的I CQ,所以效率较乙类低,较甲类高。
缺点:波形被切掉一部分,严重失真,如图5.3所示。
作用:用于功率放大。
返回第三节乙类双电源互补对称功率放大电路一、电路组成在图5.4所示电路中,两晶体管分别为NPN管和PNP管,由于它们的特性相近,故称为互补对称管。
静态时,两管的I CQ=0;有输入信号时,两管轮流导通,相互补充。
既避免了输出波形的严重失真,又提高了电路的效率。
由于两管互补对方的不足,工作性能对称,所以这种电路通常称为互补对称电路。
二、分析计算1. 输出特性曲线的合成因为输出信号是两管共同作用的结果,所以将T1、T2合成一个能反映输出信号和通过负载的电流的特性曲线。
功率放大电路结论
功率放大电路结论
功率放大电路是电子设备中常见的一种电路类型,用于增大输入信号的功率。
以下是一些关于功率放大电路的一般性结论:
1.放大信号的功率:功率放大电路的主要目的是增大输入信号
的功率,使其输出信号具有更大的幅度。
这种放大通常是通过在电路中使用放大器来实现的。
2.电路构成:功率放大电路通常由一个或多个放大器级联组成。
放大器可能采用晶体管、场效应管、功率运算放大器(OPA)或其他放大器构建而成。
3.功率传递效率:功率放大电路的功率传递效率是一个重要指标。
高效率的功率放大电路可以最大程度地将输入信号转化为输出信号,而不损失太多能量。
4.失真:放大器在放大信号时可能引入失真。
这可能是非线性
失真、失真产生的杂散频率或者其他类型的失真。
设计功率放大电路时,需要注意最小化失真程度。
5.热稳定性:功率放大器可能因为工作时产生的热量而引起温
度变化。
因此,设计要考虑热稳定性以确保在不同温度条件下保持稳定性能。
6.负载匹配:功率放大器的输出需要与负载匹配,以确保最大
功率传输。
负载不匹配可能导致信号反射和功率损失。
7.功率级联:在某些应用中,可以将多个功率放大电路级联以
获得更大的输出功率。
8.应用领域:功率放大电路被广泛应用于音频放大器、射频(RF)放大器、通信设备、电力电子设备和许多其他领域。
综上所述,功率放大电路的设计和使用需要综合考虑多个因素,包括性能指标、失真、效率和稳定性,以满足特定应用的需求。
功率放大电路公式
功率放大电路公式
功率放大器,也就是我们平时常说的功放,功放是人民日常生活中最常见的电子元器件之一,如扬声器、音箱等,功率放大器在整个设备中的作用是举足轻重,在某种程度上决定着整个输出系统的音质输出。
那么本文将介绍功率放大器的作用、常用公式和类型。
1、功率放大器的作用
供给负载足够大的信号功率。
2、功率放大器的常用公式
功率放大器的效率是指定义为负载得到的信号功率P0与电源供给的直流功率PDC之比,即:η=P0/PDC
输出功率P0:输出电压与输出电流的有效值之积,即
P0=U0I0=UomIom/2;
电源供给的直流功率PDC:电源电压与流过电源的平均电流之积,即:PDC=2(Vcc*Iom)/π
3、功率放大器的分类
①功率放大器按工作方式来分类:
甲类放大:信号的整个周期内都有集电极电流通过三极管,甲类放大由于管子始终导通,静态工作点比较适中,因此失真很小;但随之带来的是耗电多、效率低,在理想情况下效率仅为50%。
一类放大:在输入信号的半个周期内有集电极电流通过三极管,一类放大由于罐子只有半个周期内导通,而在内半个周期内Ic=0,因此耗电少,效率高,在理想情况下效率可达78.5%。
②功率放大器按电路形式来分类:
主要有单管功率放大器、变压器耦合功率放大器和互补推挽功率放大器。
功率放大器电路图及其原理
一、O PA300放大电路OPA300放大电路功能说明:通过设定电阻R4=3R3 来设定该放大器的放大倍数为四倍,即Vout=(1+Rf / R) Vin ,将VCA810的输出信号放大到能满足检波需要的信号。
二、高栅负压的电子管功放电路图下图中R3既是前级的直流负载电阻。
又是给后级提供栅负压的偏值电阻。
它适用于栅负压较高的功率管制作的功放电路。
电路比较简单。
电路中两个竹子的灯丝接地端。
应接在各自阴极电阻的下端。
同样要求电源变压器有两个灯丝绕组,功率级与前级的灯丝分别供电。
电路是用6Pl做的实验,虽然栅负压较低,但工作很正常,说明电路是成功的。
同样要注意的是:一定要在插上前级管子后再开电源,否则不能加电。
三、推挽式功率放大级的正偏压电路此电路用EL34管。
在两只功放管阴极电路中串入一只50Ω左右的线绕电位器或半可变线绕电阻,中点接地即可。
调整电位器W使两管的阴极电压平衡、对称,再放音就会有出色的表现。
正偏压的方式也可以用在ABI类自给偏压的推挽式功率放大级中。
四、AD8656双运放芯片组成的接收放大电路使用AD8656双运放芯片组成接收放大电路。
该运放适合+2.7~+5.5 V电源电压供电,是具有低噪声性能的精密双运算放大器。
AD8656型CMOS放大器在满共模电压(VCM)范围内提供250 mV精密失调电压最大值,且在10 kHz处提供低电压噪声谱密度和0.008%的低真,无需外部三极管增益级或多个并行的放大器以减小系统噪声。
通过干电池提供3V单电源供电,接收放大电路如图2所示。
放大电路由AD8656进行两级放大,抵消线圈所感应到的信号电压幅值因距离的增加而产生的衰减,放大所接收到的微弱信号,增加无线传输距离。
系统接收电路经D8656放大后的输出电压输至单片机进行A/D转换,对数据进行编解码,而未采用检波解调电路,可有效简化电路结构。
五、高频信号放大电路的性能比较分析一、高频管(UHF)9018fTl00(MHz)的信号放大电路电视高频头输出的第一中频信号和音频信号通过高频管9018放大后也确有显效。
功率放大电路
第六章功率放大电路多级放大电路(例如集成电路)的输出级通常要带上一定的负载,例如,使扬声器发声,推动电机旋转等,这就要求输出级电路不但要输出大幅度的电压,而且要输出大幅度的电流,即输出足够大的功率.这种向负载提供信号功率的放大电路称为功率放大电路,简称功放。
根据放大信号频率的高低,功放分为低频功放和高频功放,本章只讨论低频功放。
本章先介绍功放的特点、分类和主要性能指标,然后围绕功放的输出功率、效率和非线失真之间矛盾的解决措施,分析几种主要的功放电路,同时介绍了集成功放的应用。
第一节功率放大电路一、对功率放大电路的要求从能量控制的观点来看,功率放大电路和电压放大电路没有本质的区别,但是功率放大电路和电压放大电路所要完成的任务是不同的。
电压放大电路的主要任务是把微弱的信号电压进行放大;而功率放大电路则不同,它的主要任务是不失真或失真较小地放大信号功率,通常在大倍状态下工作,讨论的主要技术指标是最大不失真输出功率、电源转换效率、功放管的极限参数及电路防止失真的措施。
针对功率放大电路的特点,对功率放大电路有以下几点要求。
1.要有尽可能大的输出功率为了获得足够大的输出功率,要求功放管的电压和电流都允许有足够大的输出幅度,因此功放管往往工作于接近极限状态,在工作时必须考虑功放管的极限参数U(BR)CEO、I CM和P CM。
2.电源转换效率要高任何放大电路的实质都是通过放大管的控制作用,把电源供给的直流功率转换为负载输出的交流功率,这就有一个如何提高能量转换效率的问题。
放大电路的效率是指负载获得的功率P o与电源提供的功率P V之比,用η表示,即η=P0/P V6-1对小信号的电压放大电路来讲,由于输出功率较小,电源提供的直流功率也小,效率问题也就不突出。
但对于功率放大电路来讲,由于输出功率较大,效率问题就显得突出了。
3.非线性失真要小由于功率放电路在大信号下工作,所以不可避免地会发生非线性失真,而且对于同一功率放大管,其输出功率越大,非线性失真往往越严重,这就使输出功率和非线性失真成为一对矛盾。
功率放大电路)
3.1 功率放大电路很多系统需要对输出信号进行放大,以便提高带负载能力、驱动后级电路,因此要对其进行功率放大。
功率放大电路种类繁多,按原理分可分为甲类、乙类推挽、丙类谐振功率放大器等,可由三极管或集成运放芯片实现,应根据不同的功率放大指标,选择不同的方案。
甲类功率放大器中,在输入信号的一个完整的周期内三极管都是导通的,因而可保证无失真的电压输出,故甲类功率放大器有利于小信号的功率放大。
缺点是晶体管的静态工作点较高,静态损耗相对较大,效率比较低。
丙类谐振放大器采用谐振网络选频进行功率放大,适合于对载波信号或高频已调波信号进行选频放大。
缺点是谐振回路只能实现窄带选频。
当信号频带较宽时,可采用乙类推挽放大器。
乙类推挽功率放大电路由功率对管搭建而成。
在输入信号的一个周期内,两管半周期轮流导通,减小了单个管子的静态损耗,具有较高的输出功率与效率。
同时由于电路的对称性,可以在输出负载端得到完整的双极性波形。
电路如图3-24所示。
图3-24 乙类推挽功率放大电路此电路的前级由AD811组成同相放大器,放大倍数为311V R A R =+。
后级的功率对管构成乙类功率推挽输出形式,提供负载的驱动电流。
通过D1、D2的电压钳位及微调电位器R a2,可实现两功率管的微导通及上下电路的完全对称。
为保护晶体管及稳定B 点输出电流,输出级串接6.8Ω的小电阻,同时保证输出信号波形对称。
经实验测试,整个电路的输出阻抗小于15Ω,通频带大于10MHz ,且带内平坦,通带波纹小于0.1dB;空载时可对0~10MHz范围内峰峰值为20V的正弦信号无失真输出;输出端接50Ω负载时,无失真的最大输出电压峰峰值达到10V,并且在峰峰值为10V的输出状态下,频率大于2MHz仍无失真现象,效果良好。
需要注意的是,同相放大电路中的AD811放大倍数不能太大,否则芯片会存在一定程度的发热。
AD811是美国模拟器件公司推出的一种宽带电流反馈视频运算放大器。
功率放大电路
截 止
功率放大电路
1.1 功率放大器概述
甲乙类– BJT180 ° - 360°导通 工作点设置在放大区内,但很接近截至区 有大半个周期导通,有电流流过 iC 波形会产生失真
静态功耗效率
介于甲类和乙
类之间
Q
功率放大电路
1.2互补对称功率放大电路
乙类互补对称功放
互补对称: 电路中采用两个三极管:NPN、 PNP各一支;两管特性一致。组 成互补对称式射极输出器(共集)。 双电源
功率放大电路
1.2互补对称功率放大电路
+ VCC
Байду номын сангаас
T1
ui
uo
T2
RL
T1、T2两个管子交替承担放大任 务,在负载上得到完整的正弦波。
-V CC
功率放大电路
1.2互补对称功率放大电路
甲乙类互补对称功率放大电路
乙类互补对称电路的失真
死区电 压Si:约0.5V
Ge:约 0.1V
放大管在整个输入信号周期内都导通,有电流流 过
工作点设置在交流负载线的中点 失真小 最大缺点是效率低下ηmax=50%
Q IC
Q
功率放大电路
1.1 功率放大器概述
乙类-- BJT 180°导通 工作点设置在截至区 半个周期导通,有电流流过 静态功耗为0 ηmax=78.5% 波形失真严重 放 大
功率放大电路
1.1 功率放大器概述
什么是功率放大器? 能输出较大功率的放大器称为功率放大器
例: 扩音系统
音
话
源
筒
信
号
提
取
微弱 电信 号
电 压 放 大
功率 小无 法驱
动载负功 率 放 大