OCL功率放大器设计

OCL功率放大器设计
一．主要技术指标：1.最大不失真输出功率：Pom≥8W;
2.负载阻抗（扬声器）：RL=10Ω；
3.频率响应：f=50Hz~20KHz(±3dB);
4.非线性失真系数：r≤功率放大器1%；
5.输入灵敏度：Vi≤300mV;
6.稳定性：电源升高和降低±20%时输出零点漂移≤100mV；
7.躁声电压：Vn≤15mV;
二．实验仪器：
直流稳压电源
低频信号发生器
一台
一台
低频毫伏表示波器万用表
一台一台一块一台一台
晶体管图示仪失真度测量仪
三．实验要求：
1．认真阅读指导书中OCL电路的设计和调试方法，体会和掌握工程估算方法。

2．对各级电路进行估算，确定具体电路形式，选定元件参数，对主要指标校核验算。

3．元件测试挑选，组装焊接，调试和测量电路性能指标。

经
过实验，修改预设计方案，直到达到指标要求为止。

4．按规范写出设计报告。

四、电路设计：（一）选择电路形式：
OCL功率放大电路通常由输入电路、激励电路、功率输出电路三部分组成。

此外OCL
电路还包含一些辅助电路。

如：负反馈电路、香味校正电路，自举电路等。

图2.1为我采
用的电路。

说明：输出级是由T6、T8和T7、T9组成的复合互补对称电路，可以得到较大的功率
输出，电阻R12、R14用来减小复合管的穿透电流，增加电路的稳定性。

偏置电路用三极
管T5组成恒压电路。

激励采用T4组成的共射放大电路。

输入级是由T1、T2、T3组成的带恒流源的差分放大电路，减小直流漂移，并且引入
深度负反馈，进一步稳定输出点的静态零电平。

（二）确定电源电压
电源电压的高低决定着输出电压的大小，而输出电压又由输出功率来决定。

当输出
功率达到最大是，管子已接近饱和，此时输出电压接近电源电压，所以为保证功放的最大
不失真功率Pom达到指标，电源电压必须大于最大输出电压。

考虑到管子的饱和压降以及
发射级电阻的降压作用，我们用下式表示电源电压与最大输出电压的关系：Vom=η2PomRL 所以Ec=15v
其中η称为电源利用效率。

一般取0.6-0.8
1 .电源电压设Pom=8w RL=10欧电源利用效率取0.8 Ec=15v
（三）估算功率输出级电路 2 .选择大功率管T8,T9 Vcemax≈2Ec=30v 忽略管压降，则Ic8max≈Ec/RL=1.5A Ic9max≈Ec/RL=1.5A
单管最大集电极功耗：
Pc8max=Pc9max=0.2Pomax+IoEc=1.8w
其中Io为功率管的静态电流，一般取Io=20~30mA 根据功率管极限参数选择T8和T9: 选择合适的大功率管，其极限参数应满足：
R920 Ohm w1T4Key = A 50?100pFW2R25kOhm 2N3906Q1V116 V XSC1GTR8Key = A 2.23kOhm 500kOhm T5R61.56kOhm R72N2222A2N4401T8ZTX851ABC110uF-
POLT1T2R1280 Ohm 2N2222A2N2222A30kOhm R5449 Ohm C547uF-POL2N2222AD1R43.32kOhm
1N4003GPC447uF-POLR101.6kOhm R138.8 Ohm T3XFG1RL10 Ohm C2R10.01uF 30kOhm
2N4403T7T9ZTX851R30.35kOhm D21N4003GPR11R14600 Ohm 80 Ohm XMM1
图2.1整机电路
��V(BR)CEO�簟�Vcemax ICM≥Ic8max PCM≥Pc8max
因为互补对称电路要求两管参数尽量对称，故应使两管的放大倍数相等。

3．选择互
补管T6,T7，计算R12,R13,R14
(1) 确定R12,R14
确定的原则是：应使T6,T7的输出电流大部分能注入T8,T9的基极。

T8,T9管的输入电阻为：ri8=rbe8 Ri9=rbe9
大功率管的rbe一般为10欧左右。

通常取R12=(5~10)ri8=60Ω
R14=(5~10)ri9=60Ω (2)计算R13 R13=R12//ri8=8Ω (3)选择T6,T7管
Vcemax≈2Ec=30v Ic6max=(1.1~1.5)Ic8max/β8 Ic7max=(1.1~1.5)Ic9max/β9
Pc7max=Pc6max=(1.1~1.5)Pc8max/β8 选择，使其极限参数满足：
PcM>(1.1~1.5)Pc8max/β8 ICM>(1.1~1.5)Icmax/β8 ��V(BR)CEO�簟�2Ec=30v
故T6,T7取9013，9015三极管。

4．计算偏置电路：Pcm>(1.1~1.5)Icmax/β8
Vb6-Vb7=VBE6+VBE8+��VBE7��=1.7v 又VCE5=VB6-VB7=VBE5×(R8+R6)/R6 设
VBE5=0.7v 则(R=+R6)/R6=17/7 即R8=10/7R6
为了保证T5基极电位稳定，取IR8=(5-10)ICQ5/β5 所以R6≈VBE5/IR8=1.5KΩ
R8≈10/7R6=2.2KΩ
5．估算推动级电路：（1）
确定T4的静态工作电流：
T4工作在甲类放大状态，一般取：ICQ4=2-10mA (2)计算R10,R11
R10+R11=(Ec-��VB7��)/ICQ4 1/3(R10+R11)>R11>20RL 则R11=0.65K
R10=1.6K (3)设计自举电容C5 C5=(3-10)1/2∏fLR11=47uF (4)选择T4
因为T4工作在甲类放大状态，则：��V(BR)CEO��>Vce4max=2Ec=24v
PCM>5(Ec×ICQ4) (5)估算输入级电路
1．确定差分放大电路静态工作电流：一般选 Ic1=Ic2=(0.5-2)mA Ic3=Ic1+Ic2 2．计算R2,R3,R4 一般取ID≥3mA
R4=[Ec-（VD1+VD2）]/ID=3.3K R3=(VD1+VD2-VBE3)/Ic3=360Ω 3．T1,T2,T=管的选择
为使差分电路稳定工作，T1,T2满足��V(BR)CEO��>1.2Ec=14.4v
P=>5(Ic1×Ec)=90mw T3选用同类管（六）估算反馈电路：取R1=30k R7=R1=30K 又因为Avf=1+R7/R5
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