1.3乙类功率放大器

1.3 乙类推挽功率放大器 1.3.1 变压器耦合乙类推挽功率放大器

一、电路 结构特点：上下对称 Tr1：输入变压器，保证两管轮流工作；

Tr2：输出变压器，实现输出信号合成。

二、定性工作原理(设略去V BE(ON))

输入信号正半周时，T1导通，T2截止； 输入信号负半周时，T2导通，T1截止。 两个管子轮流工作，一推一拉（挽）所以叫推挽。 导通角180o ，叫乙类

三、定量性能分析 Q 点：

1、 静态 0CQ I =

直流通路： CEQ CC V V =

2、 交流通路 2

'L

L R n R =，1

2

w n w =

为输出变压器变比

3、 交流负载线：过Q 点，斜率为1'

L R -。 4、 动态分析 设：sin i im v V t ω= 当正半周(0)t ωπ≤≤时， 有1sin C cm i I t ω=

1sin CE CC cm v V V t ω=-

同理，负半周(2)t πωπ≤≤时，

2sin C cm i I t ω=-

1sin CE CC cm v V V t ω=+

两管叠加后

21()sin (02)L C C cm i n i i nI t t ωωπ=-=-≤≤

RL'.v v i i i o

c1c2L L R +

+

--Tr1

Tr2

w2CE

u

i i = n ( ic2 - ic1 )

i i

L

C2

C1

t

t

t

t

u

o

t

CE1

i B1

t

i C1

t

t

Vcc

Icm

Ibm

Vcm

Vcm = Icm*RL'

5、 定量计算

（1） 输出功率（'L R 上功率就是L R 上功率）o P

22111'2'22

cm o cm L cm cm L V P I R V I R ===

每管输出功率111

2

o o o P P P ==

引进集电极电压利用系数（或电源电压利用系数）ξ

cm

CC

V V ξ=

， ξ与激励bm I 有关，(01)ξ≤≤ cm CC V V ξ∴=⋅， ''

cm CC

cm L L V V I R R ξ⋅=

= 则：222

22max ()112'2'2'

cm CC CC

o o L L L V V V P P R R R ξξξ⋅=

==⋅=⋅ 其中：2

max

2'

CC o L V P R = 为理想状态，满激励下()cm CC V V =的输出功率----最大输出功率。 （2） 直流电源提供功率D P 直流电源流出的电流D i 波形如右图

2max 0

1

sin '2'CC

CC D CC D CC cm CC cm

CC o L L V V P V i V I td t V I V P R R π

ξωωξξππ

πππ⋅=⋅=⋅

=

⋅=⋅==⎰

2

2

4

4

当0ξ=(0)o P =时，0D P =，无输出时，直流电源不消耗功率。

D P ξ↑→↑，当1ξ=时，max max D D o P P P π

==

4

（3） 集电极效率C η

2max max

4

o o C D o P P P P ξπ

ηξξπ

⋅===4

当1ξ=时，max 78.5%4

C C π

ηη==≈ 最大效率

（4） 管耗（每管）

22max max max 111

)222

C D O O O O P P P P P P ξξξξππ=-=--42集电极耗散功率：（）（）=（

Icm

t

iD

Pcmax

C P 与ξ不是单调函数关系，有个极大值。

令

0C P d ξ=d ，得2

0.636ξπ

=≈ 这时 max max max 2

2

0.2C C O O P P P P π==

≈ 为集电极最大耗散功率

(对比甲类：max max 2C D O P P P ==) 最大耗散功率时的输出功率：

22max max max 2

()0.4O O O O P P P P ξξπ

==≈

6、 安全工作问题(max C CM P P ≤ , max CE BR CEO v V ≤（） , max C CM i I ≤) （1） 已知电路2

'

max

'

()2CC CC L o L

V V R P R =、、求三极管的CM BR CEO CM P V I （）、、。

max max 0.2CM C o P P P ≥=

max 2BR CEO CE CC CC cm V v V V V ≥=+=（）（最大）

也可从电路图上看出，当T2饱和时，输出变压器初级的下半部分会产生上正下负，大小为CC V 的反电动势。在上半部分会产生上正下负，大小为CC V 的电压。则T1的C 、E 间的电压就为2CC V 。

max '

CC

CM C cm L V I i I R ≥==

（2） 已知三极管的CM BR CEO CM P V I （）、、

求max o P

(i)max 5o CM P P ≤

(ii) 1

2

o cm cm P V I =

⋅ , m a x 11

1

22

4

o B R

C E O

C M B R

C E O

C M

P V I V I

∴≤⋅⋅=⋅（）（） 例：已知1,30,

0.3CM BR CEO CM P W V V I A ===（），变压器耦合乙类推挽，求max o P

2

π

CE1

i B1

t

Ibm