第十讲 功率输出级电路
功率放大器的OTL及自举电路
功率放大器的OTL及自举电路现代电影技术功率放大器的OTL及自举电路吉林省广播电视技术中心台刘国刚电影扩音机的功率器电路多采用OTI电路或 OCL电路,而在OTL电路中经常加入与其相适应的自举电路.1,OTL电路的结构OTL电路是一种利用电容耦合而无输出变压器的甲乙类互补对称式推挽功率放大电路.它的电路特点是:采用单电源供电方式,输出端两只功放管的中点直流电位为电源电压的一半;输出端与负载之间采用大容量电容器耦合,负载(扬声器)一端接电容器的输出端,另一端接地.其电路如图1所示: 图1OTL电路结构图在电路中,输出端通过一个大容量电容器C与负载电阻R连接,对交流信号可视为短路,省掉了输出变压器.同时,电容器又将两功放管的中点直流电位与负载隔断.电路采用单电源E供电, 为了消除交越失真,由D,D.(或其他方式)构成 VT和VTz的基极偏置电路.虽然VT为NPN型管,而VT.为PNP型管,但由于两管的特性一致并对称,故静态时两管的集电极电流相等(即I一 Iz).调整基极偏置电阻R和R.,可使A点电位 (VT和VT.的发射极电位)为E/2,即中点电保养维护改造位.由于扬声器的直流电阻很小,并且静态时无电流,其两端直流电位相同(地电位),所以,输出电容C两端的电压也为E/2.静态时,输入端无输入信号,VT,VT.有较小的正向偏置,导通电流较小,中点电位为E/2, 输出电容C两端的电压也为E/2.输出电流无变化,所以无输出电压.当输入信号为正半周时,VT加正向信号电压而导通,对信号电流进行放大,VT.因加反向信号电压而截止,由于输出电容C容量较大,对交流信号而言视为通路,其信号电流如图1中实线方向: +E一VT集电极一VT发射极一电容C一扬声器一地;扬声器两端得到放大的正半周信号. 当输入信号为负半周时,VT加反向信号电压而截止,VT.加正向电压信号而导通,对信号进行放大,支持其导通的电源是输出电容器上的充电电压.其信号电流如图1中虚线方向:c正端一VT.发射极一VT.集电极一地一扬声器一c负端;扬声器两端得到放大的负半周信号. 通过VT和VT.的交替推挽工作,使两只功放管输出的两个半波信号在负载上合成为一个完整的信号.输出电容C在OTL电路中的作用主要有三个: 一是为VT.管在输入信号的负半周时提供电源;二是为交流信号提供通路;三是隔断直流(防止因负载的直流电阻很小对中点电位影响). 2,OTL电路中的自举电路在OTL电路工作时,当输入信号的正半周使 VT导通时,随着正半周信号的增大,VT的基极电位上升,使A点电位上升.当A点电位接近电源一55—现代电影技术No.12/2007ADVANCEDM0N尸J开ETECHNOLOGY电压Ec时,VT的基极电流受限而不能增加很多, 造成激励不足,甚至影响信号的正常放大.OTI电路中的自举电路就是解决输入信号正半周时的激励: 不足问题.OTI电路中的自举电路如图2所示图2OTI电路中的自举电路如图所示,在功放管的基极偏置电路中串入一个电阻R.,在R.与R的串联点上接入一个自举电容C,这样就构成了由C和R.组成自举电路.由于C的容量比较大,静态时,C两端充有U电压,由于R阻值比R小,所以U接近Ec/2. 当输入信号正半周时,大信号的输入会使A点电位上升,由于C和R的时间常数较大,电容C 两端的电压基本恒定,即不随输入信号的增大而改变.也就址说,靠C上的充电电压U激励VT 工作.由于c的自举作用,输入信号的正半周B 点电位随之升高,保证了VT管有足够的激励电流使VT充分导通.自举电路的思路就是使VT基极偏置中B点的电位能随A点电位升高而升高.由于OTL电路采用单电源供电,供电电压的大小受到一定制约,而且功放电路的负载电流又很大, 为保证足够大的输出功率,输出电容的容量选取的很大,一般都在几千微法.但大电容通常具有电感效应,在高频时容易产生相移,在低频时又影响放大(对低频信号的容抗大),而且大容量的电容不能采用集成电路制作.为解决这些问题,在大功率的电影扩音机中多采用无输出电容器的OCL电路. 3,自举电路在OCL 电路中的应用电路中去掉了大电容后将两只功放管的发射极直接与输出端的负载(扬声器)相连.由于扬声器阻值较小,必然会对VT和VT和的工作状态以保养维护改造.为保证中点电位的准确, 及中点电位A产生影响OCL电路通常采用双电源供电.用两组大小相等的正,负电源加在电路的两端,以两电源串联的中点电位A点作为零电位点.负载(扬声器)直接接在中点A与地之间,即用+E和一E分别对VT (NPN型)管和VT.(PNP型)管供电.在没有信号输入时,VT和VT的电压降都是E,因此中点A的直流电位是零,负载(扬声器)两端电位相同,没有电流流过.由于双电源供电的电压足够,通常情况下OCL 电路中不需要自举电路,但有些电路为了提高功率输出,增加功率管的激励,也有加入自举电路的. 例如,与井冈山牌2000型流动放映机配套的K2000 型扩音机的功率放大电路就加入了自举电路.其功率放大电路如图3所示:输出图3K2000型扩音机的功翠放大电路功率放大级采用5只晶体管组成甲乙类OCL互补推挽电路.VT,VT.,VT三管复合成NPN 型管作为推挽的上臂功放管;VT.,VH复合成 PNP型管作为推挽的下臂功放管.由于功放级采用38V的双电源对称供电,输出端与地的静态电位都为零电位.输出端与负载(扬声器)之间直接相连,所以电路属OC[电路. (下转第62页)56现代电影技术No.12/2007ADVANGIiiDMOTION尸lCn艉ETEG/'WOLOGYAutodesk为好莱坞业界巨头EFILM提供数字调色配光服务…………………………………… Autodesk和EF1LM达成专业服务协议…………… 中影首钢环球数码数字影院建设有限公司在京成立… 电影科研所成功安装我国第一套JPEG2000数字影院编解码系统等消息5则…………………… 电影器材技术分会举办首期影院放映技术骨干培训班…………………………………………… 现代多厅影院应用新技术讲座召开………………… 日本数字电影技术代表团来访中国电影科研所…… 电影器材技术分会一届理事会二次会议召开……… 第五届数字电影论坛召开在即重量级嘉宾座谈会先行论道………………………………………… 来自《NAB2007》的信息………………………… DOREMI的DCP一2000服务器进行FIPS140—2 第3级安全认证………………………………… AccessIT数字影院的主要进展…………………… 英国电影委员会制定扶持电影的基金计划………… 英国电影与电视艺术学院选用杜比数字影院播放系统……………………………………………… 欧洲第一个商业数字影院虚拟拷贝费协议签署…… BIRTV2007报道等8篇……………………………发行放映协会城市影院协会在京召开2007年度年中工作会议…………… 电影制片厂希望3D电影的复兴能够重振电影行业... 杜比3D数字影院技术.................................... 英国组织讨论欧洲电影业数字化急待解决的问题...... 派拉蒙向装备杜比3D的数字影院提供3D影片 (559)55963652007年总目录Autodesk推出新版视觉效果与剪辑完成系统…… 焦作在全市推广农村数字电影……………………… 以科学发展观统领电影技术工作——记2007'全国电影科技工作会议暨电影专业委员会七届四次会议……………… 亚洲博览会2007(CINEASIA2007)在澳门召开等7篇十一,其它《中国电影技术百年纪事》补正……………………… 武警部队影视工作管理信息化初探………………… 强化实践教学培养高技能的影视技术兵………… 从书看人从人看书——戈永良与上影特技人……………………… "移动式多功能野战宣传文化箱"的研制和应用…… 对武警部队文化装备管理机制的思考……………… 军队影视发行放映管理系统及数据库设计………… 加强电影放映企业在电影消费市场中的竞争力……此时无色胜有色——影视画面中消色的运用…………………… 坚持以人为本,积极稳妥地做好企业改制中的职工思想政治工作,促进企业健康快速发展……… 部队电影发行放映也要强化"市场"意识…………… SolidEdge用于电影机械网络教学的尝试………… 2007影视学会优秀论文奖揭晓…………………… 注重细节精益求精一一哈影厂采取1O项措施打造精品放映机… 科普影院资源共享的思考与实践…………………… 1O4311381231251期页16O2213563624414585954056362O7287398619541O21(上接第56页)为了便于选取参数较一致的大功率管,VT.和 VT采用同型号NPN管,VT.和VT..采用同型号的PNP管.这样上,下两臂电路性能一致,形成两臂同相工作,为此,上臂必须采用一只NPN管(VT) 与其组合进行倒相,使上,下两臂反相工作.由于功放输出是射极跟随电路,R…R?为负反馈电阻,所以上,下两臂各管的J3值应适当选择以获得对称工作. 为保证偏置电压的精确和稳定,在电路中,一方面在两个复合管射极接人适当的电阻(R.,R)作为负反馈,稳定直流工作点;另一方面还采用VT.,w.,R.组成具有放大调节功能的偏置电路,通过调整w.,改变R3与 w.的比值,使功放级获得适当的静态偏置,并使功放工作在甲乙类状态,以减小功放电路输出级的交越失真.由于VT.集电极与发射极之问的交流阻抗非常小,VT.和VT.两基极成为交流同电位.即加到功率复合管的正,负半周信号幅度一致.R,,C组成了自举电路.利用大电容C两端电压不能突变,并借助于R的隔离作用,使功放管的基极电位升高,保证功放管在大信号输入时, 能有足够的基极电流,使信号得到有效的放大. 一62一0卯弘?鸺们0鼹?00?66778888888999。
第10章功率合成与分配
伴音信号由3 dB定向耦合器II送入， 经进行功率分配，两路电压相差900，沿着 等臂长向两个带阻(对伴音而言)滤波器传 去，形成全反射后又返回耦合器II，也在 天线端进行功率合成。
带阻滤波器并非理想，漏过的伴音信 号送入耦合器I，在吸收电阻R0上合成而消 耗掉，而不会送到图像发射机。等臂3 dB 桥带阻式双工器既实现了在天线上的功率 合成，又使图像发射机和伴音发射机相互 隔离。
分别将两个3dB耦合器和滤波器对臂 连接成桥式，构成桥式双工器。滤波器可 分为带阻式（陷波式）和带通式两种。
1、等臂3 dB 桥带阻式双工器
等臂3 dB桥带阻式双工器构成
图像信号由3 dB定向耦合器I送入，经 耦合器I进行功率分配（两路电压相差 900），两个带阻（对伴音而言）滤波器对
图像信号来说无影响，可以畅通无阻地通 过，两路相差900的图像电压，通过耦合器 II，在天线端实现功率合成。
IARA- 2U +IBRB = 0
(UAC =UCB) （1-19）
将式（1-16）— （1-19）联立，解得四个电流 分别为
IA =2U(RD+2RB)/( RARD+ RBRD +4 RARB ) (1-20)
IB = 2U(RD+2RA)/( RARD+ RBRD +4 RARB ) (1-21)
在匹配的状态下（RC = R /2），每一 信号源送出的功率为I2R（I为有效值）， 负载RC得到的功率为
PC =（2 I1）2 RC=（2 I）2 R/2=2 I2 R， 为A、B两点注入功率之和。
C点对地电压 ：UC =2IR/2= IR ∵u I=2 I2R，u =2 IR ∴UA=UB = u- IR=2 IR- IR= IR= UC ，说 明A、B、C三点同电位。
乙类推挽输出级电路与功率放大器
2 U U 1 E = C 0m - 0m R 4 L
1 ) = I0m - I0m2 RL 4
Ec
休息1 休息2 返回
3 直流电源供给的功率PE
电源 EC（或 Ee）供给电流的平均值
1 I = T
ic
T
0
i c (t )dt =
I 1 U 0m = 0m RL
I
Io m
（3） 复合管的应用：
R 其中 L = Re // R L
1 u= ⅱ: A ' h h ie 1 (1hfe 1) ie 2 (1hfe 1 )(1hfe 2 )R L
' (1hfe1 )(1hfe2 )R L
电路仿真1 电路仿真2
ib1
+
ui
i0 ie2 i0 R ie2 e A = = i = ⅲ: ib1 ib1 ie2 R e R L ib1
0
· Q
截止区
u BE
饱和区
(3) 甲乙(AB)类工作状态
静态工作点设置在放大区内，但接 近截至区，在信号的大半周期内三极 管导通，导通角θ ＞1800
ic
· Q
截止区
u BE
(4) 丙(C)类工作状态
静态工作点设置在截至区内，晶体管只
饱和区
ic
有在信号正半周的一部分时间内导通，输 出信号电流波形只有一个尖顶，导通角 θ ＜1800 。
u1 =
N1 uL N2
返回
N2 = iL N1
(5)变压器耦合推挽功放
ii:
ui
ui + ui1 + ui2 iC2
工作原理
iC1
EC
第10讲多级放大电路的耦合方式及分析方法
小结
放大电路旳性能分析主要有静态分析和动态分析。 静态分析—求输入信号为零时，放大电路旳工作状态。
拟定放大电路旳静态值IBQ、ICQ、UCEQ,即静态工作点Q。 静态工作点旳位置直接影响放大电路旳质量
分析措施： 画出电路旳直流通路→
计算法 图解法
Ro
Re
//
( Rs
// Rb )
1
rbe
Re2
//
( Ro1
// Rb2 )
1
rbe2
4k // (4k // 150k) 0.9846k 1 50
95
补充、多级放大电路如图所示，若两个晶体管旳β=79，rbe=1kΩ,
试计算 (作业） 1．空载电压放大倍数Au和Aus; 2．Us=10mV，RL=3kΩ时旳Uo。
可能是实际旳负载，也 可能是下取 得旳功率等于原 边消耗旳功率。
从变压器原 边看到旳等 效电阻
P1
P2，I
2 c
RL'
Il2 RL
RL'
I
2 l
I
2 c
RL
( N1 N2
)2
RL
实现阻抗变换
二、多级放大电路旳动态分析
1.电压放大倍数
Au
U o U i
U o1 U i
怎样设置合适旳静态工作点？
Q1合适吗？
对哪些动态参 数产生影响？
Re
用什么元件取代Re既可设置合适旳Q点，又可使第 二级放大倍数不至于下降太大？
二极管导通电压UD＝？动态电阻rd＝？ 若要UCEQ＝5V，则应怎么办？用多种二极管吗？
怎样设置合适旳静态工作点？
稳压管 伏安特征
功率放大电路工作原理
功率放大电路工作原理功率放大电路是指能够将输入信号的功率放大的电路。
在现代电子设备中，功率放大电路被广泛应用于音频放大、射频放大等领域。
本文将介绍功率放大电路的工作原理，帮助读者更好地理解其工作原理。
首先，功率放大电路的基本结构包括输入端、输出端和放大器。
输入端接收输入信号，经过放大器放大后，输出到输出端。
放大器是功率放大电路的核心部件，它能够将输入信号的功率放大到一定的水平，以满足实际应用的需求。
在功率放大电路中，放大器通常采用晶体管、场效应管等器件。
这些器件能够根据输入信号的变化，控制电流或电压的变化，从而实现对输入信号的放大。
在放大器中，通常还会加入负载电阻、耦合电容等元件，以提高放大器的稳定性和线性度。
功率放大电路的工作原理可以通过以下步骤来解释，首先，输入信号经过输入端进入放大器，放大器根据输入信号的变化，控制输出端的电流或电压变化；其次，输出端的信号经过负载电阻等元件，最终输出到外部电路。
在这个过程中，放大器起到了将输入信号功率放大的作用。
在实际应用中，功率放大电路通常需要满足一定的性能要求，比如输出功率、频率响应、失真度等。
为了实现这些性能要求，设计功率放大电路需要考虑放大器的工作点、负载匹配、反馈电路等因素。
通过合理的设计，可以使功率放大电路达到较好的性能指标。
除了单级功率放大电路外，还有级联放大、并联放大等多种功率放大电路结构。
这些结构能够根据实际应用的需求，灵活地组合使用，以满足不同的功率放大要求。
总的来说，功率放大电路是现代电子设备中不可或缺的部分，它能够将输入信号的功率放大到一定水平，满足实际应用的需求。
通过合理的设计和优化，可以使功率放大电路达到较好的性能指标，为各种电子设备的正常工作提供保障。
综上所述，功率放大电路的工作原理是基于放大器对输入信号功率的放大，通过合理的设计和优化，能够实现对输入信号的有效放大，满足实际应用的需求。
希望本文能够帮助读者更好地理解功率放大电路的工作原理，为相关领域的研究和应用提供参考。
三极管功率放大电路
三极管功率放大电路三极管功率放大电路是一种常用的电子电路，用于将输入信号的能量放大到更高的功率级别。
它在各种电子设备中广泛应用，如音频放大器、无线电发射机等。
三极管功率放大电路由三个晶体管组成，分别是输入级、驱动级和输出级。
输入级接收来自信号源的弱信号，并将其放大。
驱动级接收输入级放大的信号，并进一步放大。
输出级将驱动级放大的信号输出到负载上。
三极管功率放大电路的工作原理是基于晶体管的放大特性。
晶体管的放大作用主要是通过控制其输入端和输出端之间的电流来实现。
在三极管中，输入端是基极，输出端是集电极，而发射极则连接到电路的公共接地。
通过控制基极电流，可以控制集电极电流的放大倍数。
在三极管功率放大电路中，输入信号经过输入级放大后，进入驱动级。
驱动级进一步放大信号，并通过输出级输出到负载上。
输出级负责将信号的功率放大到所需的级别，以便驱动负载。
在输出级中，通常会采用功率晶体管，因为它能够提供较大的功率输出。
为了确保三极管功率放大电路的稳定工作，需要进行偏置和稳定电路的设计。
偏置电路可以使晶体管在正常工作区域内工作，而稳定电路可以抑制温度、电源波动等因素对电路性能的影响。
在设计三极管功率放大电路时，需要考虑一些关键参数。
其中最重要的是增益和频率响应。
增益是指输出信号与输入信号之间的放大倍数，它可以通过改变电路的元件值来调整。
频率响应是指电路对不同频率信号的放大能力，它可以通过选择合适的电容和电感来实现。
三极管功率放大电路还需要考虑功率损耗和效率。
功率损耗是指电路在放大信号时产生的功率损耗，它可以通过适当的电路设计来减小。
效率是指输出功率与输入功率之间的比值，它可以通过提高电路的效率来实现。
三极管功率放大电路是一种常用的电子电路，用于将输入信号的能量放大到更高的功率级别。
它的工作原理是通过控制晶体管的电流来实现信号的放大。
在设计三极管功率放大电路时，需要考虑增益、频率响应、功率损耗和效率等关键参数。
通过合理的电路设计和优化，可以实现稳定、高效的功率放大。
功率放大电路工作原理
功率放大电路工作原理
功率放大电路是一种电子电路，主要用于放大输入信号的功率。
其工作原理可归纳为以下几个关键步骤：
1. 输入信号：功率放大电路的输入端接收来自外部的低功率信号。
该信号的幅值、频率和波形特征可以根据特定的应用需求而不同。
2. 输入级：输入级负责接收和放大输入信号。
它通常包含一个电流放大器（如晶体管）和与之相关的电路元件。
这些元件的组合可以使输入信号的幅值得到放大，并提供相应的电流驱动能力。
3. 中间级：中间级在输入级之后，接收并进一步放大输入信号。
它可以包含一个或多个级联的放大器，以增大信号的幅值。
这些放大器的类型和配置可能因特定应用而异。
4. 输出级：输出级是功率放大电路的最后一个阶段，用于将中间级的放大信号转化为更高功率的输出信号。
输出级通常由一或多个功率晶体管组成。
这些晶体管具有高功率放大特性和较低的阻抗，以便有效地传输和放大信号。
5. 负载匹配：在功率放大电路中，负载匹配是一个重要的步骤。
它确保输出级的输出电阻与负载（通常是负载电阻）的匹配，以达到最佳功率传输效果。
负载匹配可以通过合理设计电路元件和调整其数值进行实现。
总的来说，功率放大电路通过连续的放大步骤，将低功率输入信号转化为高功率输出信号。
每个级别都有特定的功能和参数设置，以确保信号的适当放大和匹配。
功率放大电路的工作原理是基于电子器件（如晶体管）在适当配置下的放大特性以及负载匹配的优化。
这种设计可以满足各种应用需求，如音频放大器、射频发射器等。
功率放大电路
51- 11
第8章 功率放大电路 8.3 乙类双电源互补对称功率放大电路 8.3.2 分析计算
ic的变化范围：±Icm ，vCE的变化范围： ± (VCC-VCES)
若忽略管子的饱和压降VCES，则Vcem=IcmRL≈VCC
51- 12
第8章 功率放大电路
8.3 乙类双电源互补对称功率放大电路
例.如图，已知VCC=12V，RL=16Ω，vi为正弦波，(1) 在BJT的饱和
压降可以忽略不计的情况下，负载上可能得到的最大输出功率Pom，
(2)每只管子允许的管耗PCM至少应为多少？(3)每个管子的耐压应
为多大？
解.(1) 因. Vom =. VCC
+VCC
T1
Po
1 Vo2m 2 RL
51- 19
第8章 功率放大电路
8.3 乙类双电源互补对称功率放大电路
8.3.2 分析计算
例.如图，设BJT的β＝100，VBE=0.7V，VCES=0.5V，ICEO=0，电容 C对交流视为短路。输入信号vi为正弦波。(1) 计算电路可能达到 的最大不失真输出功率Pom；(2)此时Rb应调节到什么数值？(3)此 时电路的效率η＝？试与工作在乙类的互补对称电路比较。
(3) 甲乙类： 输入正弦iC信号在一个周期内功放管导通半i个b 多
周期，静态工作点设置在放大区但靠近截止区，导
通角为π～２ π 。效率高，可以消除交越失真。
动画
51- 6
第8章 功率放大电路 8.2 射极输出器—甲类功率放大电路实例
射极输出器 的特点： 1.电压放大倍数接近1但永远小于1; 2.输入电阻高，适合做多级放大电路的输入级; 3.输出电阻低，带负载能力强，
功率放大电路知识梳理
功率放大电路知识梳理一、功率放大电路的特点、基本概念和类型1、特点：(1) 输出功率大(2) 效率高(3) 大信号工作状态(4) 功率BJT的散热2、功率放大电路的类型(1) 甲类功率放大器特点：·工作点Q处于放大区，基本在负载线的中间，见图5.1。
·在输入信号的整个周期内，三极管都有电流通过。
·导通角为360度。
缺点：效率较低，即使在理想情况下，效率只能达到50%。
由于有I CQ的存在，无论有没有信号，电源始终不断地输送功率。
当没有信号输入时，这些功率全部消耗在晶体管和电阻上，并转化为热量形式耗散出去；当有信号输入时，其中一部分转化为有用的输出功率。
作用：通常用于小信号电压放大器；也可以用于小功率的功率放大器。
(2) 乙类功率放大器特点：·工作点Q处于截止区。
·半个周期内有电流流过三极管，导通角为180度。
·由于I CQ=0，使得没有信号时，管耗很小，从而效率提高。
缺点：波形被切掉一半，严重失真，如图5.2所示。
作用：用于功率放大。
(3) 甲乙类功率放大器特点：·工作点Q处于放大区偏下。
·大半个周期内有电流流过三极管，导通角大于180度而小于360度。
·由于存在较小的I CQ，所以效率较乙类低，较甲类高。
缺点：波形被切掉一部分，严重失真，如图5.3所示。
作用：用于功率放大。
返回第三节乙类双电源互补对称功率放大电路一、电路组成在图5.4所示电路中，两晶体管分别为NPN管和PNP管，由于它们的特性相近，故称为互补对称管。
静态时，两管的I CQ=0；有输入信号时，两管轮流导通，相互补充。
既避免了输出波形的严重失真，又提高了电路的效率。
由于两管互补对方的不足，工作性能对称，所以这种电路通常称为互补对称电路。
二、分析计算1. 输出特性曲线的合成因为输出信号是两管共同作用的结果，所以将T1、T2合成一个能反映输出信号和通过负载的电流的特性曲线。
第十讲 交流发电机的结构
在国产JF13系列交流发电机中，一对磁极占6个槽的空间位置（每槽60o电角度），一个磁极占3个槽的空间位置，所以每个线圈两条有效边的位置间隔是3个槽，每相绕组相邻线圈始边之间的距离6个槽，三相绕组的始边的相互间隔可以是2个槽，8个槽，14个槽等。
（三）整流器
交流发电机整流器的作用是将定子绕组的三相交流电变为直流电，
（四）端盖
端盖一般分两部分（前端盖和后端盖），起固定转子、定子、整流器和电刷组件的作用。端盖一般用铝合金铸造，一是可有效的防止漏磁，二是铝合金散热性能好。
后端盖上装有电刷组件，有电刷、电刷架和电刷弹簧组成。电刷的作用是将电源通过集电环引入磁场绕组。见图2-12
磁场绕组（两只电刷）和发电机的联接不同，使发电机分为内搭铁型和外搭铁型两种
低速时触点K闭合，晶闸管控制极获得正向触发电压而导通，当转速达到一定值时，整流桥可向蓄电池和负载提供全波整流电压。当整流输出电压随转速升高而升高到超过额定电压时，触点K断开（因线圈吸力增大），晶闸管因失去正向触发电压而截止，因而整流输出电压下降。当整流电压降到一定值时，电压调节器线圈中电流减小吸力减小而使K闭合，3只晶闸管重新被触发导通，又使整流输出电压回升。如此反复，便可使输出电压控制在规定范围内。（触点式调节器目前已经由电子式或电脑控制的调节器所代替）
永磁式交流发电机优点如下：
1．体积小、轻、结构简单、维护方便，使用寿命长。如750W的钛铁硼永磁发电机与350W普通交流发电机重量相当。转子上除轴承外无其他磨损件并开有通风孔，冷却散热好，因而寿命可提高两倍以上。
2．由于传动比大，即发动机转速低而发电机转速高，所以发动机低速时发电机充电性能好。
3．比功率大，可节约金属材料。
6管交流发电机的整流器是由6只硅整流二极管组成三相全波桥式整流电路，6只整流管分别压装（或焊装）在两块板上。
功率放大电路
第六章功率放大电路多级放大电路(例如集成电路)的输出级通常要带上一定的负载,例如,使扬声器发声,推动电机旋转等,这就要求输出级电路不但要输出大幅度的电压,而且要输出大幅度的电流,即输出足够大的功率.这种向负载提供信号功率的放大电路称为功率放大电路,简称功放。
根据放大信号频率的高低，功放分为低频功放和高频功放，本章只讨论低频功放。
本章先介绍功放的特点、分类和主要性能指标，然后围绕功放的输出功率、效率和非线失真之间矛盾的解决措施，分析几种主要的功放电路，同时介绍了集成功放的应用。
第一节功率放大电路一、对功率放大电路的要求从能量控制的观点来看，功率放大电路和电压放大电路没有本质的区别，但是功率放大电路和电压放大电路所要完成的任务是不同的。
电压放大电路的主要任务是把微弱的信号电压进行放大；而功率放大电路则不同，它的主要任务是不失真或失真较小地放大信号功率,通常在大倍状态下工作,讨论的主要技术指标是最大不失真输出功率、电源转换效率、功放管的极限参数及电路防止失真的措施。
针对功率放大电路的特点，对功率放大电路有以下几点要求。
1.要有尽可能大的输出功率为了获得足够大的输出功率，要求功放管的电压和电流都允许有足够大的输出幅度，因此功放管往往工作于接近极限状态，在工作时必须考虑功放管的极限参数U(BR)CEO、I CM和P CM。
2.电源转换效率要高任何放大电路的实质都是通过放大管的控制作用，把电源供给的直流功率转换为负载输出的交流功率，这就有一个如何提高能量转换效率的问题。
放大电路的效率是指负载获得的功率P o与电源提供的功率P V之比，用η表示，即η=P0/P V6-1对小信号的电压放大电路来讲，由于输出功率较小，电源提供的直流功率也小，效率问题也就不突出。
但对于功率放大电路来讲，由于输出功率较大，效率问题就显得突出了。
3.非线性失真要小由于功率放电路在大信号下工作，所以不可避免地会发生非线性失真，而且对于同一功率放大管，其输出功率越大，非线性失真往往越严重，这就使输出功率和非线性失真成为一对矛盾。
第十讲：整流电路谐波及功率因数分析
i(t) u0 Cun sin(nt n ) n1
u(t) u0 Cun sin(nt n ) n1
在傅里叶级数中，频率与原信号频率（工频）相同的分量
i1(t) Ci1 sin(t 1) 2I1 sin(t 1)
u1(t) Cu1 sin(t 1) 2U1 sin(t 1)
i2
4
Id (sint
1 3
sin
3t
1 5
sin 5t
)
4
Id
n1,3,5,
1 sin nωt =
n
n1,3,5,
2In sin nωt
其中基波和各次谐波有效值为
In
2 2Id
nπ
10
n 1,3,5,
整流电路交流侧谐波及无功功率分析
i2
4
Id (sint
1 3
sin
3t
1 5
sin 5t
)
4
Id
n1,3,5,
1 sin nωt =
n
n1,3,5,
In
2 2Id
nπ
n 1,3,5,
2In sin nωt
In
2 2Id nπ
n 1,3,5,
基波电流有效值：
I1
2
2Id
0.9Id
畸变因数： I1
I
I1 Id
0.9
位移因数：1 cos1 cos
总功率因数：
1
I1 I
cos1
第十讲：整流电路的谐波及功率因数分析
（1） 整流电路谐波及无功功率的定义 （2） 整流电路交流侧谐波及无功功率分 析 （3）整流电路直流侧谐波及无功功率分析
1
整流电路谐波及无功功率的定义
第6章互补功率输出电路
第6章互补功率输出电路内容提要：本章介绍互补功率输出级，包括三极管的工作状态、乙类互补输出电路的工作原理、交越失真及其参数计算、其他类型互补功率放大电路。
在多级大电路中，放大电路的末级通常要带动必然的负载。
例如，扬声器的音圈、电动机操纵绕组和偏转线圈等。
多级放大电路除应有电压放大级外，还要求有一个能输出必然信号功率的输出级。
把向负载提供功率的放大电路称为功率放大电路（简称功放）。
前面所介绍的放大电路要紧用于增强电压幅度或电流幅度，因此称为电压放大电路（电压放大器）或电流放大电路。
在集成运算放大器的输出级也存在一个输出功率的问题，一样通用型运放输出级的输出功率并非大，但也有输出功率大的功率型运算放大器。
在运放的输出级主若是要取得一个零输入时的零输出，这往往采纳正、负双电源供电的互补输出级电路。
而互补放大电路不仅是集成运放的输出级电路形式，也是集成功率放大器的输出级形式。
因此，在本章着重介绍互补功率输出级的大体工作原理。
三极管的工作状态在功率放大电路中，三极管的工作状态比较多。
依照三极管在信号的一个周期当中导通角的大小来划分四种情形：甲类——电压放大电路中输入信号在整个周期内都有电流流过三极管，这种工作方式通常称为甲类放大。
在一个周期内，三极管的导通角为360°。
甲类功放在静态时也要消耗电源功率，这时电源功率全数消耗在管子和电阻上，并转化为热量的形式耗散出去；当有信号输入时，其中一部份转化为有效的输出功率。
信号愈大，输送给负载的功率愈多。
甲类放大电路效率低，电阻负载最高也只能达到25%；变压器负载最多能够达到50%。
乙类——为了提高效率，采纳乙类推挽电路，其特点是零偏置（BI）。
有信号时工作，无信号时不工作，直流静态功率损耗为零。
功率管半个周期工作，导通角为180°，这种工作方式称为乙类功放。
乙类功放减少了静态功耗，效率较高（理论值可达%），但显现了严峻的波形失真。
ti I 甲类ti 乙类ti 甲乙类I ti 丙类图6-1-1 三极管的四种工作状态甲乙类——为了克服乙类功放的缺点，在乙类功放中设置开启偏置电压，使静态工作点设置在临界开启状态。
功率放大电路
PV = PU – Po = 32.5 – 18.1 = 14.4W
Po η＝ = PU
18.1 =55.7% 32.5
20 在最大输出功率时，最大输出电压为24V。
2 U 1 CC Pom= 2 RL
2 2 U CC PUm= RL
2 24 1 = × =36W 8 2 2 24 2 = =45.8W 8
图 7.52 IX0640CE引脚图
图7.53(b)为TDA8172的应用电路，场锯齿波信号经RP1、 R2从P1脚进入集成功放，调节RP1可以改变场幅； RP2、 C2组成微分电路，由于C2和C3的存在对锯齿波中的高频 分量分流作用大，对低频分量分流作用小，因此它们构 成预失真，以使场偏转线圈中锯齿波电流线性良好；R3、 R4构成直流反馈，可稳定工作点，C3用来滤除反馈信号 中的交流成分； R5、R6为交流电流负反馈，改善锯齿波
(2) LM378 LM378 的外形及管脚如图 7.46 所示。主要参数为： 电源10~35V、输出功率4W/信道、输入电阻3kΩ、电压 增益34dB、带宽50kHz。
图7.46 LM378引脚图
① 反相立体声放大器 反相立体声放大电路如图7.47所示。
图7.47 简单反相立体声放大器
② 桥式结构单放大器 桥式结构单放大电路如图7.48所示。
压增益40dB(立体声) ~ 46dB(BTL)、谐波失真10% 。
TDA1519典型应用电路如图7.50所示。
图7.49 TDA1519引脚图
(a) 立体声电路
(b) BTL电路
图7.50 TDA1519典型应用
3.场输出集成功率放大器 场输出集成功率放大器是用于显示器、电视机场扫
描电路的专用功率放大器，内部采用泵电源型 OTL 电
对电气、电子设备电路中输出末级(半导体大功率驱动级或电源大功率管)故障率较高的分析
对电气、电子设备电路中输出末级（半导体大功率驱动级或电源大功率管）故障率较高的分析摘要：由于各种电气、电子产品的种类繁多，电路的结各不一样，其它各种电路的故障率未作统计。
基于这种高比例的原因，笔者从半导体的内部结构、工作过程、及结温产生的机理等方面进行了分析。
关键词：电气电路电子产品在电气、电子设备中，一般由信号源、放大器、执行机构和电源等几部分组成。
而放大器又由电压放大器和功率放大器组成。
从本质上说，电压放大器和功率放大器都是对信号起放大作用的。
但是由于它们在整机电路中所起的作用不同，所以对它们的要求也有所不同。
由于输入信号电压可能很微弱，所以电压放大的任务是把微弱信号电压幅度进行不失真放大。
但是为了推动执行机构(负载)，以完成显示、测量、调整和触发等等任务要求，不仅要求放大器输出幅度值较高的电压，还要求它输出足够的电流，这个任务就由功率放大级来完成。
一般来讲有如下特点：第一、在不超过极限参数的条件下，晶体管的集电极电压和集电极电流都有较大的变化。
功率级晶体管的工作范围主要受下列三个参数的限制：1、集电极——发射极击穿电压应小于BVceo；2、集电极耗散功率应小于PcM;3、一般情况下，集电极电流应小于集电极最大允许电流IcM 。
但是IcM一般是按照晶体管的电流放大系数下降到某一允许规定值的。
所以在工作过程中，当集电极电流大于IcM时，仅会使输出波形产生失真，并不会使晶体管损坏。
因此有时为了获得较大的输出功率，可使集电极电流大于IcM。
我们可以用下图表示以上三个限制条件，功率管工作在斜线框定的范围内。
应当指出，当集电极电流是脉动电流时，晶体管的交流负载线有可能进入耗损区。
但此时晶体管并不会因为过热而损坏。
这是因为，最大过损耗线是在一定的PCM值下根据直流电流与直流电压的乘积而画出的。
当集电极电流为脉动电流时，功耗也是脉动的。
第二、要用图解法分析功率级电路晶体管在功率级电路中工作时，由于它的集电极电流和集电极—发射极电压的变化幅度都很大，所以不能再把晶体管看成是一个线性器件了。
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二、OCL互补推挽乙类功率放大器
1. 电路组成 2.工作原理： 单管组成射级输出器。
V1 iC1 0iOV+
EC
静态时，V1、V2截止，
IE1=IE20，IRL=0，UE=0，
ui
V2
RL -uO
iC2
EE
UCE1=EC,UCE2=-EE; 输出电压uO=0。
5. OCL乙类互补推挽功率放大器的分析估算
•静态分析：
V1 IC1
0
RL
ui V2 IC2
UB1 UB2 0, IB1 IB2 0 EC IC1 IC2 0, IRL IE1 IE2 0
UE 0 EE UCE1 EC ;UCE 2 EE ;
5. OCL乙类互补推挽功率放大器的分析估算
5. OCL乙类互补推挽功率放大器的分析估算 •最大输出电压的幅值UOm(max)和最大输出功率POm(max)
UOm (max) EC UCES
V1
EC •最大不失真输出功率：
V2
RL
ui
EE
PO max
(U
Om
)2 max
2RL
(EC UCES )2 2RL
EC>>UCES EC2 2RL
2
ICQ EC / 4
max
POmax PE
ICQ EC / 4 ICQ EC
25%
甲类放大器的效率极低，最大只有25％。
静态电流大是造成效率低的主要原因。
互补推挽功率放大电路电路：（互补对称功率放大电路） 互补推挽功率放大电路是当前最常用的功放电路形式。 常用于分立器件功放和集成电路的功放级。
Rb u+-i C1
RC EC
+ uO -
减小静态电流，使电路工作在乙
但态类是时或IC电，甲Q路输乙工出类作信状0在号态乙有。类严或重甲的乙失IB类真Q 状。uCE 主要矛盾：效率和失真 uCE
PO max
I cmU cem 2
ICQ (EC
/ 2)
解决方法：采t 用互Uc补em推挽
功放电路。
uce
甲 类（A类）：整个周期都导通，导通角=360°； 乙 类（B类） ：只有半个周期导通，导通角=180°； 甲乙类（AB类） ：大于半个周期导通，导通角180º<<360º； 丙 类（C类） ：小于半个周期导通，导通角<180º。
甲
甲 甲类 乙类
类
乙
类
iC
乙
丙
0
uCE
类
类
甲乙类
丙类
5.甲类放大器的转换效率： 6提.功高放效i提c率高的I效c有m率效iC的方主法要是途：径：
求输出大电流，而是追求在电源电压确定的情况下，输出尽 可能大的功率。
一、功率放大器的特点、指标和分类
1.功放的任务及主要研究对象 功放与电压放大器的任务不同： 电压放大器：电压放大器为小信号放大器，以获得电压增益为主，
主要研究对象是电压增益、输入输出电阻等。
功率放大器：为大信号放大器，以获得功率增益为主，主要研 究的对象是输出功率、效率和失真等问题。
4.4 功率输出级电路
一、 功率放大器的特点、指标和分类 二、 OCL、OTL互补推挽功率放大器
三、 MOS输出级电路 四、 达林顿组态（复合管）
什么是功率放大电路：能够向负载提供足够信号功率的放大
电路称为功率放大电路，简称功放。
功率放大电路与其他放大电路的区别：从能量控制和转换的 角度看，功率放大电路与其他放大电路在本质上没有根本的 区别，只是功放既不是单纯追求输出高电压，也不是单纯追
ui
iC1 iC2 iO
t
V1
EC V2
+
+ RL -uO
t
ui RL -uO
ui -EE
t
忽略BJT输入特性的死区电压，
两个三极管在信号的正、负半
uO
t
周轮流导通，使负载得到一个
完整的波形。
t
3.电压传输特性和失真
（1）死区与交越失真：
因BJT存在死区，在|ui|<0.5V 时，两管均截止，iO=0,uO=0 ,
出现“交越失真 ”。
（2）跟随区： |ui|在0.7V ~EC范围内时，两管
R
V1 VD1
+uΒιβλιοθήκη uiVD2 V2R
EC
iC1V1 iO +
EC
+
RiCLV22--RuEOLE -uEOE
轮流导通，输出电压uOui 。
二极管uO偏置电路
（43.在为偏作）克|输两两置状饱服ui|出管管电态和>交E电的在压，区越C时压基静，从与失，会极态使而饱真两产间时其减和的管生增提工小失方轮饱加供作交真法流和偏 一 在 越：进失置个甲失入真电初乙真饱。路始类。和，的工区，饱和区-+-ECuRiUR-跟随区20B1.EV5扩3RR死区Ce大3V3 偏40跟随区.置5VV2电EER1饱和区CLC路u-Ei+-uEO
5. OCL乙类互补推挽功率放大器的分析估算
•集电极平均电流IC1 和转换效率
iC1 iC2 iO
t t
•II电CC1源1的2U平21OR均mL功0率0iIsPUCiOREn1m:OdLms(tisdni(tn)td)t(d(Ut)tRO)mL
•动态分析： 求解最大输出功率和转换i效R1率
iC1
求解输出功率和效率的方法：
V1
V2
RL
EC 在已知RL的情况下，先求最大 输出电压的幅值UOm(max)
ui
EE
最大输 出功率:
Pomax
U2 om(max) 2RL
电源的平均功率PE: PE PE1 PE2 2IC1 EC
电路的转换效率: PO PE max POmIRa1x IPC1E
② 转换效率η: 功放的输出功率即负载吸收的功率都是由直流电源提供的， 希望电源提供的功率尽可能地转换为交流输出功率，而其 他各种耗散功率应尽可能的少。因此定义功放的转换效率 为：
PO PE
输出交流信号的平均功率 直流电源提供的平均功率
4.功放工作状态的分类：（P117） 根据正弦输入信号的整个周期内功放管的导通情况，可分为：
2. 功放的主要特点 ① 根据负载要求，提供所需的输出功率。 ② 管子工作在接近极限状态。 ③ 一般直接驱动负载，带载能力要强。 ④ 工作于大信号状态，属于非线性电路，常用图解法分析。 要解决的主要问题：①提高效率; ②减小失真; ③管子的保护.
3.功放的主要技术指标：
①最大输出功率POmax:
功率放大电路提供给负载的信号功率称为输出功率。 在输入为正弦波且输出基本不失真的条件下，输出功率是 交流功率，表达式为PO=IOUO。最大输出功率是在电路参 数确定的情况下，负载上可能获得的最大交流功率。