OCL功率放大器课程设计

物理与电子信息学院模拟电路课程设计成绩评定表专业：电子信息工程班级：12电信本学号：120802054姓名：钟吉森

2014年1月15日

模拟电路课程设计报告设计课题：功率放大电路设计

专业班级：12电信本

学生姓名：钟吉森

学号: 120802054

指导教师：曾祥华

设计时间：2013.12-2014.1

OCL音频功率放大器

一、设计任务与要求

1．用集成运算放大器和集成功放块设计OCL功放电路

2．输入信号为vi≤10mV, RI≥100KΩ;额定输出功率Po≥2W；负载阻抗RL=8Ω；

3．频率范围f＝（1-3）KHz；

4. 用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的直流电源。

二、方案设计与论证（至少二个方案比较）

OCL（Output Capeacitorless）功放电路，顾名思义为无输出电容功率放大器，在OCL电路中，T1和T2特性对称，采用了双电源供电。静态时，T1和T2均截止，输出电压为零。设晶体管b—e间的开

启电压可忽略不计；输入电压为正弦波。当Ui>O

时，Tl管导通，T2管截止，正电源供电，电流如

右图中实线所示，电路为射极输出形式，Uo≈Ui；

当Ui<0时，T2管导通，T1管截止，负电源供电，

电流如图虚线所示，电路也为射极输出形式，Uo

≈Ui ；可见电路实现了“T，和T2交替工作，正、

负电源交替供电，输出与输人之间双向跟随”。不

同类型的两只晶体管(T1和T2)交替工作、且均组

成射极输出形式的电路称为“互补”电路，两只管

子的这种交替工作方式称为“互补”工作方式。

题目目要求用用集成功放块实现电路设计，集成运算放大器对输入信号进行处理包括选频（f＝（1-3）kHz）信号放大（Ui≤10mV）等，总体电路组成情况如下

滤波电路要求1~3kHz且输入电阻很大可设计一个同相输入带通滤波电路，放大电路可设计为同相和反相放大电路，ocl集成块可选择tda1521双声道功放块和tda2030/tda2030a功放块，电路选其经典应用电路，直流电源可设计成可调式和不可调式。

方案一

方案分析：①Tda1521 2.5￥;LM7812 0.85￥; LM7912 1.1￥扬声器6*2=12￥主要芯片和部件总价为16.45￥

②查阅数据手册可知双声道tda1521OCL双电源工作电压

10~20V其经典应用电路为16V，芯片在±12V电源下不能发

挥其最佳性能。

1.方案二

图2-2

方案分析：①tda2030a 1.3￥；LM317 0.68￥LM337 1.72￥扬声器6￥主要芯片和部件总价为9.7￥

②tda2030a外接元件非常少。

输出功率大，Po=16W(RL=8Ω)。

采用超小型封装（TO-220）,可提高组装密度。

开机冲击极小。

内含各种保护电路，因此工作安全可靠。主要保护电路有：短路保

护、热保护、地线偶然开路、电源极性反接（Vsmax=12V）以及负

载泄放电压反冲等。

TDA2030A能在最低±6V最高±22V的电压下工作在±19V、8Ω阻

抗时能够输出16W的有效功率，THD≤0.1%。

引脚情况

1脚是正相输入端

2脚是反向输入端

3脚是负电源输入端

4脚是功率输出端

5脚是正电源输入端。

注意事项

ⅰ：TDA2030A具有负载泄放

电压反冲保护电路，如果电源电压峰值电压40V的话，那么在5

脚与电源之间必须插入LC滤波器，二极管限压（5脚因为任何原

因产生了高压，一般是喇叭的线圈电感作用，使电压等于电源的电

压）以保证5脚上的脉冲串维持在规定的幅度内。

ⅱ：热保护：限热保护有以下优点，能够容易承受输出的过载（甚

至是长时间的），或者环境温度超过时均起保护作用。

ⅲ：与普通电路相比较，散热片可以有更小的安全系数。万一结温

超过时，也不会对器件有所损害，如果发生这种情况，Po=（当然

还有Ptot）和Io就被减少。

ⅳ：印刷电路板设计时必须较好的考虑地线与输出的去耦，因为这

些线路有大的电流通过。

ⅴ：装配时散热片与之间不需要绝缘，引线长度应尽可能短，焊接

温度不得超过260℃，12秒。

ⅵ：虽然TDA2030A所需的元件很少，但所选的元件必须是品质

有保障的元件

TDA2030a数据表

/html-pdf/25044/STMICROELECTRON

ICS/TDA2030A/3249/2/TDA2030A.html

通过分析，结合设计电路性能指标、器件的性价比，本设计电路选择方案二。

三、单元电路设计与参数计算

1.直流稳压电源电路

直流电源由电源变压器，整流电路，滤波电路，稳压电路四部分构成稳压电源的组成框图3-1所示。

+ 电源 + 整流 + 滤波 + 稳压

u

1 u

2

u

3

u

I

U

_ 变压器 _ 电路 _ 电路 _ 电路图3-1 稳压电源的组成框图

（1）整流，滤波电路

右图为单相桥式整流电路各部分的电压和电流的波

形，输出电压的平均值

得

整流后波形

电容滤波