第八章功率放大电路(电气)PPT教学课件
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第八章功率放大电路(电气)PPT课件
1
第8章 功率放大器
8.1 引言 8.2 功率放大器的特点和分类 8.3甲类功率 8.4乙类双电源互补对称功率放大器 8.5甲乙类双电源功率放大器 8.6甲乙类单电源功率放大器 8.7桥式功率放大器 8.8集成功率放大器
2020/10/13
2
8.1 引言
功率放大电路是一种以输出较大功率为目的 的放大电路。它一般直接驱动负载，带负载 能力要强。
损耗在功率放大管上的功率叫做功放管的损耗，用Pc表示。Байду номын сангаас
(4) 效率要高
Po 10% 0
PD
Po:提供给负载的交流功率 PD:直流电源提供的功率
2020/10/13
6
4、功放管的保护与散热问题 因为低频功率放大电路,转换效率η≤78%，所以相当大
的功率消耗在管子集电结上，使管子温度升高，当结温超
过允许值（硅管约200℃，锗管为100℃）功放管被损坏，
所以必须给功放管加散热片。 如加
200mm×200mm×3mm的散热片后Pom可由2W提到10W。
2020/10/13
7
功率放大电路的工作状态与效率的关系
1、提高η对功放电路非常重要，如何提高η呢？
在小信号放大电路中，在保证输出信号不失 真情况下，静Q应尽量选低，降低静态功耗,η自然 就提高。所以η和静Q有密切的关系
2020/10/13
8
2、功放管工作的三种状态 (1)甲类：静态工作点处负载线 中间.如图(a)所示 A、三极管导通角为360°，不 管有无交流输入信号ui， PE=ICUCC。 B、当ui=0时，PE全部消耗在管 子和电阻上。 当ui≠0时， PE一 部分转换为PO，另一部分消耗在 功放管上,理想情况下n≤50%。 C、甲类工作状态非线性失真小， 但η低。 2020/10/13
第8章 功率放大器
8.1 引言 8.2 功率放大器的特点和分类 8.3甲类功率 8.4乙类双电源互补对称功率放大器 8.5甲乙类双电源功率放大器 8.6甲乙类单电源功率放大器 8.7桥式功率放大器 8.8集成功率放大器
2020/10/13
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8.1 引言
功率放大电路是一种以输出较大功率为目的 的放大电路。它一般直接驱动负载，带负载 能力要强。
损耗在功率放大管上的功率叫做功放管的损耗，用Pc表示。Байду номын сангаас
(4) 效率要高
Po 10% 0
PD
Po:提供给负载的交流功率 PD:直流电源提供的功率
2020/10/13
6
4、功放管的保护与散热问题 因为低频功率放大电路,转换效率η≤78%，所以相当大
的功率消耗在管子集电结上，使管子温度升高，当结温超
过允许值（硅管约200℃，锗管为100℃）功放管被损坏，
所以必须给功放管加散热片。 如加
200mm×200mm×3mm的散热片后Pom可由2W提到10W。
2020/10/13
7
功率放大电路的工作状态与效率的关系
1、提高η对功放电路非常重要，如何提高η呢？
在小信号放大电路中，在保证输出信号不失 真情况下，静Q应尽量选低，降低静态功耗,η自然 就提高。所以η和静Q有密切的关系
2020/10/13
8
2、功放管工作的三种状态 (1)甲类：静态工作点处负载线 中间.如图(a)所示 A、三极管导通角为360°，不 管有无交流输入信号ui， PE=ICUCC。 B、当ui=0时，PE全部消耗在管 子和电阻上。 当ui≠0时， PE一 部分转换为PO，另一部分消耗在 功放管上,理想情况下n≤50%。 C、甲类工作状态非线性失真小， 但η低。 2020/10/13
《功率放大电路 》课件
《功率放大电路》 PPT课件
xx年xx月xx日
• 功率放大电路概述 • 功率放大电路的工作原理 • 功率放大电路的设计与实现 • 功率放大电路的常见问题与解决
方案 • 功率放大电路的发展趋势与展望
目录
01
功率放大电路概述
定义与特点
总结词：基本概念
详细描述：功率放大电路是一种电子电路，其主要功能是将微弱的输入信号放大 至足够大的功率，以满足各种应用需求。其主要特点包括高输出功率、高效率、 良好的线性度和稳定性等。
功率放大电路的效率问题
01
功率放大电路的效率直接影响到能源利用率和设备发热情况。
02
功率放大电路的效率是指在输出功率中有效功率所占的比例。
如果效率不高，会导致能源利用率低，设备发热严重。
解决方案： 采用高效功率放大器件和拓扑结构减小能量损耗。
05
电流连续工作模式，晶体管在整个信号周期内均 处于导通状态，适用于低频信号放大。
乙类功率放大电路
采用两个晶体管分别放大正负半周期信号，以实 现功率放大，适用于高频信号放大。
3
甲乙类功率放大电路
结合甲类和乙类放大电路的特点，晶体管在信号 正负半周期内导通，适用于一般信号放大。
功率放大电路的效率分析
01
失真
由于非线性效应引起的输出信 号畸变程度。
带宽
表示功率放大电路能够正常工 作的频率范围。
03
功率放大电路的设计与实 现
功率放大电路的设计原则
效率优先
设计时应优先考虑效率，确保电路在放大信 号的同时，尽可能减少能量损失。
线性度
在放大过程中，应保持信号的线性关系，避 免失真。
稳定性
为避免自激振荡，电路设计应确保功率放大 电路的稳定性。
xx年xx月xx日
• 功率放大电路概述 • 功率放大电路的工作原理 • 功率放大电路的设计与实现 • 功率放大电路的常见问题与解决
方案 • 功率放大电路的发展趋势与展望
目录
01
功率放大电路概述
定义与特点
总结词：基本概念
详细描述：功率放大电路是一种电子电路，其主要功能是将微弱的输入信号放大 至足够大的功率，以满足各种应用需求。其主要特点包括高输出功率、高效率、 良好的线性度和稳定性等。
功率放大电路的效率问题
01
功率放大电路的效率直接影响到能源利用率和设备发热情况。
02
功率放大电路的效率是指在输出功率中有效功率所占的比例。
如果效率不高，会导致能源利用率低，设备发热严重。
解决方案： 采用高效功率放大器件和拓扑结构减小能量损耗。
05
电流连续工作模式，晶体管在整个信号周期内均 处于导通状态，适用于低频信号放大。
乙类功率放大电路
采用两个晶体管分别放大正负半周期信号，以实 现功率放大，适用于高频信号放大。
3
甲乙类功率放大电路
结合甲类和乙类放大电路的特点，晶体管在信号 正负半周期内导通，适用于一般信号放大。
功率放大电路的效率分析
01
失真
由于非线性效应引起的输出信 号畸变程度。
带宽
表示功率放大电路能够正常工 作的频率范围。
03
功率放大电路的设计与实 现
功率放大电路的设计原则
效率优先
设计时应优先考虑效率，确保电路在放大信 号的同时，尽可能减少能量损失。
线性度
在放大过程中，应保持信号的线性关系，避 免失真。
稳定性
为避免自激振荡，电路设计应确保功率放大 电路的稳定性。
功率放大电路教学课件
此时的效率为多少?
3、乙类功放的失真及电路改进
R1 T1
··
Vi R2
T2
+EC
RL
四、无输出变压器的功率放大器
1、互补对称式OTL电路
B
+
Vi
－
+EC T1 A+
T2 RL
电路工作之前，调节电路参数使 VA = VB = 1/2 EC
可变电阻
典型的实用电路
VBE扩大电路
+EC R3
T1
R1
+ +
准互补对称式OTL电路 复合管的结构形式
c
b
T1
T2
e
c
T2
b
T1
e
c b
e
c b
e
c
T2
b
T1
e
c
b T1
T2
e
β≈β1β2
c b
e
c b
e
rbe ≈rbe1+ β1rbe2
准互补对称式OTL电路
+ 放大器
Vi
－
+EC
T1
T2
+
+
T3
T4 RL Vo
－
# OTL电路的指标计算和乙类推挽功放完全 一样，只须将变压器耦合中的EC换成1/2EC。
效率η→ηmax 负载上的信号功率与电源提供的直流功率之比。
额定功率下的失真度
提高输出功率和减小失真是一对矛盾。在音频和视频设 备中，对失真度要求较高；在继电器的推动电路中，只要求输 出较大的功率。
3、功放的特点（与电压放大器相比）
工作原理相同 功能不同
功率放大电路PPT课件
知识清单
知识清单
2.LM386
LM386是一种小功率音频放大器，它外接元件少，功耗低，频率响应范围宽等。电源电压
使用范围为4～16V。图3-4（a）为管脚功能图、图3-4（b）为典型应用电路。
知识点精讲
【知识点1】甲类功率放大电路的计算
【例1】已知某甲类功率放大电路的 = 12, = 30, = 8Ω，求输出功率 ，变压比
知识点精讲
【解】本题选B。
知识点精讲
下列描述OCL和OTL功放电路功能不正确的是
（ ）
A.都能实现功率放大功能，都能消除交越失真
B.OCL电路采用双电源，电路结构复杂，OTL功放电路结构简单，便于集成
C.OCL功放电路广泛应用于一些高级音响设备中
D.LM386集成功放的内部为OTL电路
【分析】乙类OCBiblioteka 和OTL功放电路都存在交越失真，但在对称的功放管前加上偏置电路，为功
内半周导通，半周截止。
（3）甲乙类:Q点位置略高于乙类，但低于甲类。当输入正弦信号时，功放管导通大于半
周。
知识清单
二、甲类功率放大电路
1.电路特点:非线性失真小，但静态电流较大，晶体管消耗的功率大，效率低。输入与输出
均采用变压器耦合，输出变压器的作用一方面隔断直流耦合交流，另一方面变换阻抗，使负载
采用一个正电源和一个负电源供电，发射极输出，直接耦合。
2.输出功率
1 2
≈
/
2
3.实用电路为克服交越失真，电路需设置静态工作点，使功放管处于微导通状态。选用功放管
时，极限参数应满足:
> 2 , >
, > 0.2
功率放大电路ppt课件
2、中点电位A：VG/2
3、各个元件作用？
9
10
A 1、最大输出功率：POM=VG2/2RL 2、中点电位A：0
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1
2
3
甲类功放PN三极管），效率 78.5%
存在 交越失真！
5
甲乙类推挽功放（2个同 型号NPN三极管），效 率78.5%
Rb1和Rb2提供三极
管的偏置电流IBQ
改善
交越失真！
6
甲乙类推挽功放（2个同 型号NPN三极管），效 率78.5%
1、输出不用变 压器，用大电容
2、输入用变压 器用作信号倒向 耦合，保证输入 电压一正一负电 压
7
甲乙类推挽功放（2个不 同型号NPN、PNP三极 管），效率78.5%
1、输入信号无须 倒向； 2、输出用大电容 耦合； 3、单电源工作； 4、最常用！经常考！ 5、记住电路名字！
8
1、最大输出功率：POM=VG2/8RL
功率放大电路ppt课件
IB 1 .8 5 A i A S
R L 8
CH8 功率放大电路
v V v I B i AS i
VBIAS=0.6V 放大器的效率
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
P om η 100 % 24 . 7 % ( P P ) VCVE
效率低(笔记)
CH8 功率放大电路
8.3 乙类双电源互补对称功率放大电路
P P P 11 . 46 W V o T
CH8 功率放大电路
Pom % 78 . 5 % PV （2）所选功率管的最大允许管耗PCM必须大
PT1max=0.2Pom=1.8W ；
管子c-e耐压V(BR)CEO应大于2VCC=24V ； 管子的最大集电极电流ICM应大于Iomax=VCC / RL=12/8=1.5A。 （3）因为管耗最大时Vom≈0.6VCC ，所以管耗最大时的输出功率为： 2 Vom (0.6VCC)2 Po 3 . 24 W 2 RL 2 8 （4）因为在
8.3.3 功率BJT的选择
功率与输出幅 度的关系 2. 功率BJT的选择 P390
CH8 功率放大电路
CH8 功率放大电路
例题．工作在乙类的OCL电路如图所示。已 知VCC=12V，RL=8Ω，vi为正弦电压。
1．求在Vces≈0 的情况下，电路的最大输出功 率Pomax、及此时的效率η和管耗PT 。 2．根据主要极限值选择管子。 3．求管耗最大时的输出功率Po 。
V om
4 V CC
0 .5 4 V CC 7 .6 V 0.5 时， V om
8.3.3 功率BJT的选择
1. 最大管耗和最大输出功率的关系
因为
V 1V CC om V P ( om ) T1 R π 4 L
R L 8
CH8 功率放大电路
v V v I B i AS i
VBIAS=0.6V 放大器的效率
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
P om η 100 % 24 . 7 % ( P P ) VCVE
效率低(笔记)
CH8 功率放大电路
8.3 乙类双电源互补对称功率放大电路
P P P 11 . 46 W V o T
CH8 功率放大电路
Pom % 78 . 5 % PV （2）所选功率管的最大允许管耗PCM必须大
PT1max=0.2Pom=1.8W ；
管子c-e耐压V(BR)CEO应大于2VCC=24V ； 管子的最大集电极电流ICM应大于Iomax=VCC / RL=12/8=1.5A。 （3）因为管耗最大时Vom≈0.6VCC ，所以管耗最大时的输出功率为： 2 Vom (0.6VCC)2 Po 3 . 24 W 2 RL 2 8 （4）因为在
8.3.3 功率BJT的选择
功率与输出幅 度的关系 2. 功率BJT的选择 P390
CH8 功率放大电路
CH8 功率放大电路
例题．工作在乙类的OCL电路如图所示。已 知VCC=12V，RL=8Ω，vi为正弦电压。
1．求在Vces≈0 的情况下，电路的最大输出功 率Pomax、及此时的效率η和管耗PT 。 2．根据主要极限值选择管子。 3．求管耗最大时的输出功率Po 。
V om
4 V CC
0 .5 4 V CC 7 .6 V 0.5 时， V om
8.3.3 功率BJT的选择
1. 最大管耗和最大输出功率的关系
因为
V 1V CC om V P ( om ) T1 R π 4 L
功率放大电路PPT课件
在 vom2Vcc0.6V 4cc 处，将Vom=0.64VCC代入PT表达
式，可得PTmax为：
PTma=x2V πCRC VLomV 2oRm L 2 2VCπC 0R .6LV 4CC(0.62R V 4L CC )2
2.5V 6CC 20.642VCC 2
2πRL
2RL
0.8Pomax0.4Pomax0.4Pomax
模拟电子技术基础
第十七讲
主讲 ：黄友锐
安徽理工大学电气工程系
.
1
17.1 概述 17.2 乙类互补功率放大电路 17.3 其它类型互补功率放大电路
.
2
17.1 概述
功率放大电路是一种以输出较大功率为目的 的放大电路。为了获得大的输出功率，必须使
输出信号电压大； 输出信号电流大； 放大电路的输出电阻与负载匹配。
图17.03 交越失真
动画17-2 .
动画17-3
10
为解决交越失真，可给三极管稍稍加一点偏 置，使之工作在甲乙类。此时的互补功率放大电 路如图17.04所示。
(a)利用二极管提供偏置电压 (b)利用三极管恒压源提供偏置
图17.04 甲乙类互补功率放大电路
.
11
（3）参数计算
1．最大不失真输出功率Pomax
对一只三极管
PTmax 0.2Pomax . 图17.05 乙类互补功放电路的管耗15
4．效率η
当Vom = VCC 时效率最大，η=π/4 =78.5％。
P oIoV m om
P V 2
2V C πIC om π 4V V C om C
.
16
(4) 大功率三极管输出特性曲线的分区
三使极用管和在一 安大样 全功确分 角率过V定有 度三(B损过的放还极R)耗过C电，大分管E区O电流超区有的所由压区过、输决集区是此饱出定电由由值和特。极c最，区性、功大β中、e间耗允将，截的P许明除止C击m集显了区所穿电下与外决电极降普，定压电。通从。流
式，可得PTmax为：
PTma=x2V πCRC VLomV 2oRm L 2 2VCπC 0R .6LV 4CC(0.62R V 4L CC )2
2.5V 6CC 20.642VCC 2
2πRL
2RL
0.8Pomax0.4Pomax0.4Pomax
模拟电子技术基础
第十七讲
主讲 ：黄友锐
安徽理工大学电气工程系
.
1
17.1 概述 17.2 乙类互补功率放大电路 17.3 其它类型互补功率放大电路
.
2
17.1 概述
功率放大电路是一种以输出较大功率为目的 的放大电路。为了获得大的输出功率，必须使
输出信号电压大； 输出信号电流大； 放大电路的输出电阻与负载匹配。
图17.03 交越失真
动画17-2 .
动画17-3
10
为解决交越失真，可给三极管稍稍加一点偏 置，使之工作在甲乙类。此时的互补功率放大电 路如图17.04所示。
(a)利用二极管提供偏置电压 (b)利用三极管恒压源提供偏置
图17.04 甲乙类互补功率放大电路
.
11
（3）参数计算
1．最大不失真输出功率Pomax
对一只三极管
PTmax 0.2Pomax . 图17.05 乙类互补功放电路的管耗15
4．效率η
当Vom = VCC 时效率最大，η=π/4 =78.5％。
P oIoV m om
P V 2
2V C πIC om π 4V V C om C
.
16
(4) 大功率三极管输出特性曲线的分区
三使极用管和在一 安大样 全功确分 角率过V定有 度三(B损过的放还极R)耗过C电，大分管E区O电流超区有的所由压区过、输决集区是此饱出定电由由值和特。极c最，区性、功大β中、e间耗允将，截的P许明除止C击m集显了区所穿电下与外决电极降普，定压电。通从。流
《功率放大电路》PPT课件
V1 基极电位进一步提高，进 入良好的导通状态；
负半周，VB下降，V1截止，V2 基极电位进一步降低，进入
良好的导通状态。从而克服
死区电压的影响，去掉交越
失真。
+UCC
R1 V1
V1
B
UL
ui V2
iL
R2
V2 RL
-UCC
两管导通时间均比半个周期大一些的工作方式称为
“甲乙类放大” 。
HOME
甲乙类放大的波形关系：
b ib V1
V2
ic1 1ib ,
ib2
e
ie1
(1
1)ib ,
ic2 2ib2 ,
e
ic ic1 ic2 1 2 (1 1) ib
HOME
方式二：
e
e
b ib V1 V2
ic c
ib b
c ic
复合管构成方式很多。不论哪种等效方式，等效 后晶体管的性能确定均如下：
Po 18.1 55.7%
PU 32.5
HOME
(2) 在最大输出功率时，最大输出电压为24V。
Pom
1
U
2 CC
2 RL
1 24 36W 28
PUm
2
U
2 CC
RL
2 242
8
45.8W
PV = PU – Po= 45.8 - 36 = 9.8W (此时两管的功耗并
电压，又要输出大电流。 2。两者都放大信号，但前者要输出大电流，所以 对器件要求高，即耐压高，电流大，包括对三极 管，电阻，电容等。 2。后者对电源转换效率要求不高，因为输出功率 较小，所以电源本身功耗不大，一般可以不考虑 功率损耗。而前者对电源要求高，电路设计中要 提高能量转换效率。
负半周，VB下降，V1截止，V2 基极电位进一步降低，进入
良好的导通状态。从而克服
死区电压的影响，去掉交越
失真。
+UCC
R1 V1
V1
B
UL
ui V2
iL
R2
V2 RL
-UCC
两管导通时间均比半个周期大一些的工作方式称为
“甲乙类放大” 。
HOME
甲乙类放大的波形关系：
b ib V1
V2
ic1 1ib ,
ib2
e
ie1
(1
1)ib ,
ic2 2ib2 ,
e
ic ic1 ic2 1 2 (1 1) ib
HOME
方式二：
e
e
b ib V1 V2
ic c
ib b
c ic
复合管构成方式很多。不论哪种等效方式，等效 后晶体管的性能确定均如下：
Po 18.1 55.7%
PU 32.5
HOME
(2) 在最大输出功率时，最大输出电压为24V。
Pom
1
U
2 CC
2 RL
1 24 36W 28
PUm
2
U
2 CC
RL
2 242
8
45.8W
PV = PU – Po= 45.8 - 36 = 9.8W (此时两管的功耗并
电压，又要输出大电流。 2。两者都放大信号，但前者要输出大电流，所以 对器件要求高，即耐压高，电流大，包括对三极 管，电阻，电容等。 2。后者对电源转换效率要求不高，因为输出功率 较小，所以电源本身功耗不大，一般可以不考虑 功率损耗。而前者对电源要求高，电路设计中要 提高能量转换效率。
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
9
(2）乙类:静态工作点接近截 止区:
导通角Q=180° 如图（c）
2020/12/10
PPT教学课件
谢谢观看
Thank You For Watching
2020/12/10
2020/12/10
3
8.2 功率放大器的特点和分类
1、功率放大电路的任务和特点: (1)大信号工作状态 为了输出足够大的功率， 要求输出电压和 输出电流幅 度都比较大， 对功率管来讲是工作于大信号状态。 (2)减少非线性失真 因为功放管的非线性， 加上工作于大信号状态，所以, 如何减小非线性失真是功率放大电路的一个重要问题。 (3)提高效率，降低管耗 直流电流提供的能量，尽可能大地转换为负载上的输出 交流功率，尽可能地减少功放管的管耗，即提高功率转换 效率。
2020/12/10
8
2、功放管工作的三种状态 (1)甲类：静态工作点处负载线 中间.如图(a)所示 A、三极管导通角为360°，不 管有无交流输入信号ui， PE=ICUCC。 B、当ui=0时，PE全部消耗在管 子和电阻上。 当ui≠0时， PE一 部分转换为PO，另一部分消耗在 功放管上,理想情况下n≤50%。 C、甲类工作状态非线性失真小， 但η低。 2020/12/10
P oU oIoU o 2m Io 2m 2 1U om Iom
2020/12ห้องสมุดไป่ตู้10
5
Uom和Iom分别为输出电压和电流的峰值。 Pom定义为在基本不失 真的情况下，放大电路最大输出电压和最大输出电流有效值的
乘积。 Uomax，Iomax分别为最大的输出电压和输入电流。
(3) 管耗Pc要小
P om U om 2a Io x m 2a x 2 1U omI a om x ax
损耗在功率放大管上的功率叫做功放管的损耗，用Pc表示。
(4) 效率要高
Po 10% 0
PD
Po:提供给负载的交流功率 PD:直流电源提供的功率
2020/12/10
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4、功放管的保护与散热问题 因为低频功率放大电路,转换效率η≤78%，所以相当大
的功率消耗在管子集电结上，使管子温度升高，当结温超
过允许值（硅管约200℃，锗管为100℃）功放管被损坏，
2020/12/10
4
2、功率放大电路分析方法 因功率放大电路在大信号状态，微变等效电路不能用，
通常采用图解分析法。 3、主要技术指标
(1)Uomax和Iomax要大 在不超过非线性失真情况下，功率放大电路最大的输出
电压和输出电流。 (2)Po和Pom要大
Po定义为输出电压和输出电流有效值的相乘积。即
1
第8章 功率放大器
8.1 引言 8.2 功率放大器的特点和分类 8.3甲类功率 8.4乙类双电源互补对称功率放大器 8.5甲乙类双电源功率放大器 8.6甲乙类单电源功率放大器 8.7桥式功率放大器 8.8集成功率放大器
2020/12/10
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8.1 引言
功率放大电路是一种以输出较大功率为目的 的放大电路。它一般直接驱动负载，带负载 能力要强。
所以必须给功放管加散热片。 如加
200mm×200mm×3mm的散热片后Pom可由2W提到10W。
2020/12/10
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功率放大电路的工作状态与效率的关系
1、提高η对功放电路非常重要，如何提高η呢？
在小信号放大电路中，在保证输出信号不失 真情况下，静Q应尽量选低，降低静态功耗,η自然 就提高。所以η和静Q有密切的关系