功率放大电路.ppt

输入输出波形图 ui uo ´ uo uo
交越失真
死区电压
VCC 2
VT1、VT2两个管子轮流导通的交界 处，将有一段时间两个三极管均截止， 导致u0发生失真，即交越失真
失真根本原因：静态时无直流偏置，Q点低。 采取措施：提高Q点，采用甲乙类功率放大电路
二、OTL 甲乙类互补对称电路
1.基本原理
P 大的功率消耗在管子集电C结M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。
3. 功放管散热和保护问题
uce UCEM
分析方法：由于三极管工作在大信号状态，一般不采用微变等效电路法， 常采用图解法。
缺点 ：体积大，成本高，低频高频特性差，易产生自自激振荡，难以 集成化 。
实用电路：OTL、OCL互补对称功率放大电路
5.功率放大电路的分类
在放大电路中，若输入信号为正弦波时，根据晶体管在信号 整个周期内导通情况分类。
iC
ICQ
Icm
O 2 t 甲类( 2 )
iC ICQ
O
Icm
2 t
导通角大于180°
iC
iC
ICQ
iC
Q1
UCEQ
VCC uCE
ICQ
Q2
VCC
缺点：产生严重的失真
uCE
ICQ
措施：采用特殊的电路结构
VCQC3uCE
4.2 互补对称式功率放大电路
4.2.1 OTL 互补对称电路(Output TransfomerLesss)
一、OTL 乙类互补问对题称：电路
1.电路的组成 Q点如何调节？
1.电路的组成
特点：双电源
优点：改善了低频失真，便于 实现集成化，已广泛应用。
图 4.2.5 OCL 互补对称电路
缺点:两个三极管的发射极直接 连在负载电阻上，若静态工作 点失调，或电路元件损坏，造 成负载电流长时间过大，损坏 电路。
解决办法：
在负载回路接熔断器
2.功率和效率分析（图解法）
iC1
假设两管的特性曲线完全对称（参数相等），
第四章 功率放大电路
4.1 功率放大电路的主要特点 4.2 互补对称式功率放大电路 4.3 采用复合管的互不对称放大电路 4.4 集成功率放大器
本章重点和考点：
1.重点掌握功放的分类、最大输出电压、最大输 出功率和效率的计算。
2.掌握集成功放的典型应用电路。
本章讨论的问题：
1. 电压放大电路和功率放大电路有什么区别？Q点如 何设定？ 2.什么是晶体管的甲类、乙类和甲乙类工作状态？
Pom
例： 扩音系统
信
电
功
号
压
率
提
放
放
取
大
大
一. 功放电路的特点
1.基本要求：
（1）输出功率Po尽可能大
最大输 出功率
Pom

Ucem 2

Icm 2

1 2 UcemIcm
(2) 效率高：电源提供的能量应尽可能多地转换给负载，尽量减少晶 体管及线路上的损耗。即注意提高电路的效率（）。
Po 100 %
乙类( )
iC
ICQ
Icm
O 2 t
甲乙类( < < 2 )
通常采用乙类或甲乙类功率放大电路（静态功耗低，效率高）
缺点：产生严重的失真
几种工作状态都比较：
甲类：Q点适中，在正弦信号的
整个周期内均有电流流过BJT。
乙类：静态电流为0，BJT只在
正弦信号的半个周期内均导通。
甲乙类：介于两者之间，
电路参数对称，则负载线斜率相等。
Q点很低，忽略管子的ICEO，则两个Q点重合。 适合于甲乙类和乙类电路的分析。
UCES
wk.baidu.comQ VCC
UCES
uCE
Uom
负载上最大不失真电压为
iC2 Uom=Ucem=VCC- UCES
Io

Icem

VCC
U CES RL
(1).最大输出功率Po
Uo=Ucem = VCC - UCES
3. 乙类、甲乙类功放电路的最大输出电压、最大输出 功率和效率如何计算。（OTL、OCL）
分析方法： 图解法
4.1 功率放大电路的主要特点
什么是功率放大器？ 在电子系统中，模拟信号被
放大后，往往要去推动一个实际的负载。如使扬声器发声、 继电器动作、 仪表指针偏转等。推动一个实际负载需要的功 率很大。能输出较大功率的放大器称为功率放大器。
uI
O
t
iC1
O
iC2
t
O
iL
t
Icm

VCC 2
U CES RL
O
t
θ >1800，甲乙类状态，与乙类互补对称电路工作情况相似，分析时视为相同。
优点：省去了输出变压器，效率高，无交越失真，单电源，应用广泛。 缺点：低频特性差（失真），大电容具有电感效应（高频产生相移），难以集成化。
4.2.2 OCL 互补对称电路(Output CapacitorLess)
PV
Po: 负载上得到的交流信号功率。 PV ： 电源提供的直流功率。
(3) 非线性失真小（电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真）
2.三极管的工作状态（极限工作状态） 功放电路中电流、电压要求都比较大，必须注意电路参数不能
I 超过晶体管的极限值: ICM 、UCEM 、 PCM 。
c
IC因M为低频功率放大电路,转换效率η≤78%，所以相当
电路中增加 R、VD1、VD2支路
静态时: T1、T2两管发射结电压分别为二极管 D1、 D2的正向导通压降，致使两管均处于 微弱导通状态——甲乙类工作状态
静态时：iC1 = iC2
iL=iC1 - iC2=0 uo=0
动态时：设 ui 加入正弦信号。 正半周 T2 截止，T1 基极电位进一步提高，进入良好的导通状态； 负半周T1截止，T2 基极电位进一步降低，进入良好的导通状态。
2.工作原理
大电 容
交越 失真
在输入信号的正半周，VT1 导 通，iC1 流过负载；
负半周，VT2导通，iC2 流过
VCC
负载。（注意电容的作用）
2
VT1、VT2两个管子交替工作，互相 补足，在负载上得到完整的正弦波。
电路对称，称为OTL乙类互不对称放大电路.
两个射极输出器，负载能力很强
存在的问题：交越失真
4.传统的功放电路
变压器耦合乙类推挽功率放大电路
VT1
无输入信号，两管均截止
有输入信号时：
Ui>0时，VT1导通,VT2截止
Ui<0时，VT2导通,VT1截止
VT2
同类型管子在电路中交替导通的方
式称为“推挽”工作方式。
图4.1.1变压器耦合乙类推挽功率放大电路
优点：效率高（静态功耗低），实现阻抗匹配