第1章功率电子线路.pptx

分析步骤：图解法 条件：输入、输出特性曲线已知 ①作直流负载线，确定静态工作点Q
交流分析：做交流负载线
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2、性能分析：以上分析表明： （1）PD仅与Q点有关，与Po无关 即无激励信号时,PD全部消耗在管子上发热 （2）P0与Q点有关，与激励信号大小有关
Po与电阻（匹配负载）有关 （3）最佳负载和匹配负载，得到最高效率 （4）RL`为匹配负载条件下，Po上升 （5）安全工作条件
输出波形在负载上合成
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1、电路：
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2、性能分析
3、性能计算
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4、结论
乙类工作时，Pc的最大值不在静态状态， 也不在最大输出功率状态 原因： ξ很小时， PO和PD都很小， Pc小 ξ很大时， PD最大，但η最大， Pc小 互补电路比变压器耦合电路简单，易于集成 电路中两管组成射随器，负反馈，有效改善 非线性失真，应用广泛
iCmax ≤ICM
防止失真过大
还需注意二次击穿的问题
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四、功率放大器能量关系
电源供给功率 集电极输出功率 集电极平均管耗 集电极效率 变压器传输效率 放大器效率
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1.1.2电源变换电路
1、整流器（Rectifier）： 将50Hz的交流电变换成直流电源 2、直流—直流变换器（DC—DC Converter）： 将一种电压数值的直流电能变换成另一种电压数值或 极性的直流电能。又称斩波器。 3、逆变器（Inverter）： 将直流电能变换成不同幅值和频率的交流电能。 4、交流—交流变换器（AC—AC Converter）： 将50Hz交流电能变换成不同幅值和频率的交流电能
•比较
•工作信号 •管子工作范围 •研究问题 •分析方法
电压放大器 小
线性区 不失真放大 微变等效电路
功率放大器 大
安全区，极限，非线性区 高效率
图解法，近似分析同实验
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功率放大器是能量转换器：
直流功率PD：直流电源提供的 一部分被转换为输出信号功率P0 其余部分消耗在功率管中 成为功率管得耗散功率，简称管耗Pc 放大器的集电极效率
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为什么选用上述电路：原因如下
① RC小，则ICQ×RC小， 管外电路耗散功率小
②将不匹配负载变匹配，从而提高效率 变压器即为匹配网络（阻抗变换）
分析电路的性能： 分别进行直流（静态）分析和交流（动态） 分析 如图1-2-3
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第一章 功率电子线路
本章主要内容
1-1 功率电子线路概述 1-2 功率放大器的电路组成和工作特性 1-3 乙类推挽功率放大电路 1-4 功率合成技术 1-5 整流与稳压电源
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1-1 功率电子线路概述
高频功率放大器是一种能量转换器件 它将电源供给的直流能量转换为高频交流输出 分为窄带和宽带 窄带高频功率放大（调谐功率放大器） 通常以选频电路作为输出回路， 宽带高频功率放大（非调谐功率放大器 ） 输出电路是传输线变压器或其他宽带匹配电路
P0 P0
PD P0 PC
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•分类
非谐振功率放大器：电阻性负载（变压器） 低频段
谐振功率放大器：阻抗性负载（谐振系统） 高频段
•匹配网络：变换负载为匹配负载
二、放大器工作状态
甲类（A）：一个周期
乙类（B）：半个周期 丙类（C）：小于半个周期 丁类：开关状态
集电极电流波形严重 失真，采取特定措施
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1．3 乙类推挽功率放大电路
效率是功率放大器的重要性能指标 非线性失真是功率放大器的另一个重要指 标 它与输出功率和效率是相互矛盾的 要减小非线性失真，就必须减小输出功率 因此就造成效率降低
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综上所述：
功率放大器： 电路组成： 采用避免管外电路无谓消耗直流功率的电 路结构 工作特性： 输出负载、输入激励和静态工作点是相互 牵制的，要高效率输出所需信号功率，必 须最佳配置
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1．2．2 甲类、乙类功率放大器（非谐振功放） 一、变压器耦合的单管甲类功率放大器 1．原理电路：
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三、功率管的安全工作条件
PCmax 管耗最大值
PCM最大集电极功耗
VCEmax 最大集电极电压
V(BR)CEO共射级组态下集电极反向击穿电压
iCmax 最大集电极电流
ICM 集电极最大允许电流
Pcmax < PCM
防止烧坏
VCEmax < V(BR)CEO 防止击穿
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1.1.1 功率放大器
工作原理：在输入信号的作用下，将直流电 源的直流功率转换为输出信号功率 大信号工作 直流电源功率转换为信号的功率。 高频功率放大器工作于大信号的非线性状态
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一、功率放大器的特点
•特点（任务）：
•安全工作区内，稳定地，低失真地（在允许范围内） •高效率地提供尽可能大的信号输出功率。
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3、甲类存在的问题 有信号时，直流电源供给的功率不到一半 输出给负载 没有信号时，直流电源供给的功率全部消 耗在管子上 原因：静态工作点较高；
静态功耗大； 效率和晶体管的利用率都很低。 所以只适用于小功率放大器
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二、乙类推挽功率放大器
采用两个特性相同的功率管接成推挽电路 一个在正半周导通，一个在负半周导通 负载上合成电流，从而获得完整的波形 注意：乙类必须有“两管交替工作”，“输 出波形合成”两个功能 即：乙类推挽电路的特点：两管交替工作
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1．2 功率放大器的电路组成和工作特性
1．2．1 从一个例子讲起
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结论： 1、功率浪费：集电极效率仅为25% a: 耗散在管子中（选择运用状态） b: 作为直流功率消耗在负载上 （力求避免管外电路消耗直流功率） 2、充分激励和匹配负载 如图1-2-1所示电路 要增大输出电流，提高输出信号的功率 就必须减小负载RL 如下图