集成功率放大器的设计

综合实践1 集成功率放大器的设计

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第1章 (4)

1.1设计题目 (4)

1.2集成功率放大器简介 (4)

第2章 (5)

2.1题目分析 (5)

第3章 (6)

3.1LM358简介 (6)

3.2LM358的主要参数 (6)

3.3LM358引脚图及引脚功能 (7)

第4 章 (9)

4.1功率放大器特点 (9)

4.2 功率放大器的工作环境 (9)

4.3 功率放大器的散热 (10)

第5章 (11)

5.1 仿真与PCB (11)

第6章 (12)

6.1 在实验室实现过程中遇到的问题及排除措施 (12)

第7章 (13)

7.1 心得体会 (13)

第8章 (14)

8.1 参考文献 (14)

摘要

集成功率放大器由集成功放块和一些外部阻容元件构成。它具有线路简单，性能优越，工作可靠，调试方便等优点，已经成为在音频领域中应用十分广泛的功率放大器。集成功率放大电路大多工作在音频范围，除具有可靠性高、使用方便、性能好、重量轻、造价低等集成电路的一般特点外，还具有功耗小、非线性、失真小和温度稳定性好等优点。并且集成功率内部的各种过流、过压、过热保护齐全，其中很多新型功率放大器具有通过模块化的特点，被称之为“傻瓜”型的集成功放，使用更加方便安全。集成功率放大器是模拟集成电路的重要组成部分，广泛应用更重电子电气设备中。

集成功放块的种类很多。由三级电压放大，一级功率放大以及偏置、恒流、反馈、退耦电路组成。最主要的组件为集成功放块，它的内部电路与一般分立元件功率放大器不同，通常包括前置级、推动级和功率级等几部分。有些还具有一些特殊功能（消除噪声、短路保护等）的电路。其电压增益较高（不加负反馈时，电压增益达70～80db，加典型负反馈时电压增益在40db以上）。

第一章

1.1 设计题目

集成功率放大器

1.2集成功率放大器简介

集成运算放大器（Integrated Operational Amplifier）简称集成运放，是由多级直接耦合放大电路组成的高增益模拟集成电路。它的增益高（可达60~180dB），输入电阻大（几十千欧至百万兆欧），输出电阻低（几十欧），共模抑制比高（60~170dB），失调与飘移小，而且还具有输入电压为零时输出电压亦为零的特点，适用于正，负两种极性信号的输入和输出。

模拟集成电路一般是由一块厚约0.2~0.25mm的P型硅片制成，这种硅片是集成电路的基片。基片上可以做出包含有数十个或更多的BJT或FET、电阻和连接导线的电路。

运算放大器除具有+、-输人端和输出端外，还有+、-电源供电端、外接补偿电路端、调零端、相位补偿端、公共接地端及其他附加端等。它的闭环放大倍数取决于外接反馈电阻，这给使用带来很大方便。

第二章

2.1 题目分析

集成功率放大器是由集成运算放大器发展而来的，它的内部电路一般也由前置级、中间级、输出级、及偏置电路等组成，不过集成功率放大器的输出级输率大、效率高。另外，为了保证器件在大功率状态下安全可靠工作，集成功率放大器中还常设有过流、过压以及过热保护电路等。

在电子设备和自动控制系统中，放大电路的末级或末前级一般是功率放大级，以便将前置电压放大级送来的电压信号进行功率放大，使电路能够给出足够大的功率，驱动执行机构工作。例如，使扬声器发声，使电动机转动，使继电器动作，是指针偏转等等。电压放大电路和功率放大电路都利用三极管的放大作用将直流电能转换成交流电能输出，从而将信号放大。所不同的是电压放大电路输入的是小信号，输出的是足够大的电压；而功率放大电路输入的是大的电压信号，输出的信号具有足够大的功率，即信号的电压和电流都要足够大。传统的功率放大电路常采用变压器耦合方式，其优点是可实现阻抗匹配，缺点是体积大、笨重，且高、低频率特性均较差，已较少使用。目前功率放大电路多采用无输出变压器的功率放大电路（OTL电路）及无输出电容的功率放大电路（OCL电路），在集成运放中多采用OCL电路。

第三章

3.1 LM358简介

LM358 内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。

3.2 LM358的主要参数

内部频率补偿

直流电压增益高(约100dB)

单位增益频带宽(约1MHz)

电源电压范围宽：单电源(3—30V)；

双电源(±1.5 一±15V)

低功耗电流，适合于电池供电，低输入偏流

低输入失调电压和失调电流

共模输入电压范围宽，包括接地

差模输入电压范围宽，等于电源电压范围

输出电压摆幅大(0 至Vcc-1.5V)

3.3 LM358引脚图及引脚功能

功能框图：

参数符号与单位额定值

电源电压U

CCmax

（V）13（有信号时）

功耗P

O （W）

Sop8 440

Dip8 500

工作温度T

Opr

(℃) －20～+70