低频功率放大要点

+UCC
T1
ic1
iL
u
o
ui > 0V ui 0V
T1导通，T2截止 u i iL= ic1 ; T1截止，T2导通 iL=ic2
T2
RL
ic2
-UCC
注意：T1、T2两个晶体管都只在半个周期内工作。
任务1 功率放大电路的结结构、原理、特点
3）输入、输出波形图
ui uo ´ uo
T2导通
T1导通
2、选择最佳负载
当负载不同时，放大器的输出功率是不同的，只有在最 佳负载情况下，才能获得最大功率输出。当电源UCC确定后， 过UCC点做Pcm线的切线，该切线对应的负载，即为最佳负载。
任务1 功率放大电路的结结构、原理、特点
一、互补对称功率放大电路
(一) OCL电路(Output Capacitorless)
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任务1 功率放大电路的结结构、原理、特点
（一） 分类
根据正弦信号在整个周期内的导通情况，三极管可 分为以下几种工作状态：
甲 类 ： 信 号 在 一 个 周 期 内 均导通,导通角等于 180°(导通角 θ
义信号为在一个周期内导通相角的一半)
定
2θ
2π
甲类
乙类：导通角等于180°
2θ
π
乙类
任务1 功率放大电路的结结构、原理、特点
2
任务1 功率放大电路的结结构、原理、特点
3）效率
Po U om = PE 4 U CC 4
U om U CC 时， max

4
78.5 %
4）管耗PT
U CC 2 1 2 P ( ) T P E P 0 RL 2
2 U CCU om U om ( ) RL 4

Po 100% PE
Po : 负载上得到的信号功率。 PE ： 电源提供的直流功率。
return
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（3）非线性失真要小
功率放大器直接面对负载，任何失真都将传给负 载。另外，功率放大器工作在大动态范围下，功放管 的非线性将带来失真。因此，功率放大器应尽量减小 非线性失真
（2）电路的效率 η
要高
功率放大器所消耗的能量占电子整机设备能量消耗的大部分， 除向负载提供能量外，自身还要消耗一定能量，而这部分能量将以 发热的形式表现出来。功放管的发热将给放大器带来不利影响，须 加散热装置降低功放管的温度，以防过热烧毁功放管。从节约能耗 和降低管温两方面考虑，要求功率放大器的效率要高 功率放大器的效率定义为：
OCL电路是双电源互补对称电路。 一、乙类功放 1、电路组成： ui T2 T1 iL u
o
+UCC
互补对称：电路中采用 两个晶体管：NPN、PNP 各一支；两管特性一致。 组成互补对称式射极输 出器。
PNP型 RL VCC
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2、 工作原理（设ui为正弦波） 1）静态时： ui = 0V ic1、ic2均=0（乙 类工作状态） uo = 0V 2）动态时：
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（三） 提高Po的方 法
（1）提高电源电压
因为 P o Uo Io 要想提高输出功率，就必须加 大Uo和Io。从三极管输出特性曲线 中可见，要提高Uo、Io，就必须提 高电源电压。
VCC/RC
Q
iC
（2）改善器件的散热条件
因直流电源提供的功率有一部分消耗在放大器上， 造成功放管的发热，必须采用散热或冷却的措施，才 能保证功放管在大功率状态下长期安全可靠地工作。
uo
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4）组合特性分析——图解法
负载上的最大不失真电压:Uom=UCC- UCES
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3、分析计算
1）最大不失真输出功率Pomax 实际输出功率Po:
U om U om U om (U cc U CES ) 1 U cc Po = U o I o 2 RL 2 RL 2 2 RL 2 RL
模块五 低频功率放大
任务1 功率放大电路的结构、原理、特点
任务2 功率放大器的制作
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功率放大器的作用： 用于放大电路的输出级， 向负载提供足够大的功率。如使扬声器发声、 继电器动作、 仪表指针偏转等。
例： 扩音系统 声 音 信 号 电 信 号 电 压 放 大 功 率 放 大
1 2


0
ic1d (t )
1


0
I cm sin td (t )

I cm
2 U cem 2 U 2 cc PE = 2I av1U cc I cmU cc U cc RL RL 2
U 2 1，PEm CC 当Uom Ucem UCC 时， RL
1、改变功率管的工作状态
功率放大器在静态下的功耗是无效功耗。因此，将静态 工作点Q下移，使电路工作在乙类工作状态。功放管静态电 流几乎为零，直流电源功率为零。当信号逐渐增大时，电源 提供的直流功率逐渐增大，输出信号逐渐增大，从而提高了 功率管的效率。但由于电路的导通角不足180°，使输出电压 波形出现失真。
（二） 特点
（1）输出功率Po大
功率放大器是为负载提供驱动信号的,因此要有足够的输出功 率。当输入某一频率的正弦波信号，则
或
Po U o I o 1 Po U om I om 2
上式中，Uo 、Uom 、Io、I om分别是负载上的正弦信号的电压及
电流的有效值和幅值。
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ucm
UCC
uCE
return
任务1 功率放大电路的结结构、原理、特点
功放电路中电流、电压要求都比较大，实际应用 中必须注意电路参不能超过晶体管的极限值即：
Icm＜ ICM
IC
M
iC PCM u UCEMCE
UCE＜ UCEM
Pcm＜PCM
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（四） 提高 的方法
2 2 2 2
U om U cc U ces U cc U cc
称为电源利用系数。
最大不失真输出功率Pomax: 当ξ=1时，
U CC Po max 2RL
2
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2）电源供给的功率PE
PE 2PE1 2I av1UCC
1 I av1 2