高中物理 第一章功率电子线路
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要求学生掌握功率放大器的电路组成、工作原 理、性能特点。重点讨论乙类推挽功率放大电路， 基本掌握魔T混合网络实现功率合成及功率分配的 原理，了解三种基本整流电路的工作原理，了解稳 压器的工作原理。
五．教学方法
1．功率放大器部分
首先介绍功率放大器的性能要求，功率 管的运用特点以及功率器件的特殊问题 ，然 后介绍功率放大器的电路组成和工作特性。 重点讨论甲类变压器耦合功率放大器，乙类 推挽放大器输出功率，集电极功率效率。难 点：乙类互补推挽功率放大器的交叉失真问 题。以LM380为例介绍集成功率放大器的内 部简化电路及其外接电路。
功率管尚未发烫就已损坏。二次击穿是在高 压低电流时发生的，相应的功率用 PSB 表示。
3．功率管的安全工作区。 图1-1-5 三．思考题： 1．功率放大器分为那几类？ 2．如何计算集电极效率 c ？ 3．画出功率管的安全工作区。
1-2功率放大器的功率组成和工作特性
1.2.1 基本放大电路极其分析
硅管 TjM 150 175 C
2.等效电路——热传导过程用电流传输过程
模拟。（p15 图1-1-2）
T2 T1 Rth P
(1-
1-2)
T2
T1
式中 —热源R温th 度
—O周C 围W空气温度
Rth
— 热阻
当 为定值时P，C 集电结P与C 周围空气之间的温
差直接取决于 值，且 随成正比地增大。
②二次击穿：若 Vce V(BR)CEO 电流不加以限制，
则Vce , ic
管子未发烫就已损坏，
是不可逆的。
12．产生二次击穿的原因及过程 ①原因：管内结面不均匀，晶格缺陷等。 ②过程：结面某些薄弱点电流密度
引起T i密度 T 热点晶格熔化, 在ce间形成低阻通道 Vce ic
C甲 C乙 C丙 C丁
1.1.2电源变换电路
一．整流器——将电网提供的50Hz的交流电能变换成直流
电能。
二．直流、直流变换器（斩波器）——将一种电压数值的
直流电能 另一种电压数值或极性的直流电能。
三．逆变器——将直流电能变换成不同幅度和频率的交流
电能。
四．交流——交流变换器将一50Hz交流电能不同幅值或频
图1-1-2
一． 静态工作点选在负载线的中点。
设集电极饱和压降 VCE(sat) 0 ,反向饱和电流 ， I CEO 0
VCEQ VCC 2, I CQ 0,VCEQ VCC 2, I CQ VCEQ RL VCC 2RL
. 图1-2-1 图解分析
二.输出集电极电流和电压
1.1.1功率放大器（Power Amplifier）
一．分类
(a)甲类放大电路 1．直接藕荷功率放大电路 (b)乙类互补对称功率放大 电路
(c)甲、乙类互补对称功率 放大电路
2．变压器耦合功率放大电路
OTL电路(单电源加电藕合) 3.其他类型的功率放大电路 BTL电路,由两个差动输出的OCL电路组成
2．功率合成技术 首先介绍输入变压器的工作原理及其功能，
然后重点讨论用传输线变压器构成的魔T混合网 络实现功率合成及功率分配的原理。
3．整流及稳压电路 在讨论三种基本整流电路：半波、全波、桥式
整流电路的基础上，简单介绍半联型、开关型稳压 器的工作原理及稳压性能。
4．为了开设实验内容，首先进行相关实验仪器、仪表 的介绍，并让学生初步学会使用及进行简单操作， 然后安排2学时的实验课。
率的交流电能。
1.1.3.功率器件 一．功率管散热和相应的 PCM 。
1．术语
①热平衡——集电结产生的热量恰好等于散发到空
气中的热增量，使结温在某一温度平衡的状态。
②热崩——结温升高
ic PC 结温 ic PC 结温 结温 最高允许值TjM 管子烧坏
第一章 功率电子线路
1.1 功率电子线路概述 1.2 功率放大器的电路组成和工作特性
1.3 乙类推挽功率放大电路 1.4 功率合成技术
1.5 整流与稳压电路
第1章. 功率电子线路教案
一.学时安排 16学时授课 4学时实验
1．功率电子线路概述
2学时
2．率放大器的电路组成和工作特性
2学时
3．乙类推挽功率放大电路
2学时
4．功率合成技术
5学时
5．整流与稳压电路
3学时
6．习题课
2学时
7．实验仪器仪表介绍
2学时
8．低频功率放大器实验
2学时
二.授课方式:课堂教学、讨论课、实验课
三.重点、难点
1．甲类、乙类放大器的组成及其功率特性性能；
2．乙类互补推挽功率放大电路；
3．功率合成技术，整流与稳压电路。
四．教学内容及要求
ic I CQ iC I CQ I cm cost
VCE VCEQ Vce VCEQ Vcm sin t
二．功率放大器的性能要求
1．最主要的要求是：安全、高效率和不失真（失真可在允 许的范围内）地输出信号功率。
2．最重要的性能指标是：集成电极效率 c
ห้องสมุดไป่ตู้
c
PO PD
PO
PO PC
1）
（ 1-1-
PD 直流电源功率 , PO输出信号功率 , PC功率管的耗散功率 . 式中：
3．功率放大器的本质是：在输入信号作c 用下，将直流电源 的直流功率转换为输出信号功率，所以用 来评价这种转换 能力。
当 Rth 为定值时，集电结与周围空气之间的温 差直接取决于PC 值，P且C 随成正比地增大。
1-4）
P CM
TJM Rth
Ra
（1-
Ta
— 周围空气温度
注：实际工作中，必须根据最高室PCM温，确定功 率管能够承受的最大允许管耗 。
二．二次击穿
11．什么叫二次击穿
①可逆击穿：由于Vce V(BR)CEO 而引起的击穿，只要 限制击穿电流，管子不会损坏，当后，管子 恢复正常工作。
三．功率管的运用特性 1． 甲类、功率管在一个周期内导通； 图1-1-1 2．乙类、功率管在半个周期内导通； 3．甲乙类、介于甲类乙类之间，大于半个周期小于一 个周期内导通； 4．丙类、小于半个周期内导通； 5．丁类、半个周期饱和导通，半个周期截止，管子处 于开关状态。 目的：减小管耗，提高效率，带来的问题，非线形失 真越来越严重，
五．教学方法
1．功率放大器部分
首先介绍功率放大器的性能要求，功率 管的运用特点以及功率器件的特殊问题 ，然 后介绍功率放大器的电路组成和工作特性。 重点讨论甲类变压器耦合功率放大器，乙类 推挽放大器输出功率，集电极功率效率。难 点：乙类互补推挽功率放大器的交叉失真问 题。以LM380为例介绍集成功率放大器的内 部简化电路及其外接电路。
功率管尚未发烫就已损坏。二次击穿是在高 压低电流时发生的，相应的功率用 PSB 表示。
3．功率管的安全工作区。 图1-1-5 三．思考题： 1．功率放大器分为那几类？ 2．如何计算集电极效率 c ？ 3．画出功率管的安全工作区。
1-2功率放大器的功率组成和工作特性
1.2.1 基本放大电路极其分析
硅管 TjM 150 175 C
2.等效电路——热传导过程用电流传输过程
模拟。（p15 图1-1-2）
T2 T1 Rth P
(1-
1-2)
T2
T1
式中 —热源R温th 度
—O周C 围W空气温度
Rth
— 热阻
当 为定值时P，C 集电结P与C 周围空气之间的温
差直接取决于 值，且 随成正比地增大。
②二次击穿：若 Vce V(BR)CEO 电流不加以限制，
则Vce , ic
管子未发烫就已损坏，
是不可逆的。
12．产生二次击穿的原因及过程 ①原因：管内结面不均匀，晶格缺陷等。 ②过程：结面某些薄弱点电流密度
引起T i密度 T 热点晶格熔化, 在ce间形成低阻通道 Vce ic
C甲 C乙 C丙 C丁
1.1.2电源变换电路
一．整流器——将电网提供的50Hz的交流电能变换成直流
电能。
二．直流、直流变换器（斩波器）——将一种电压数值的
直流电能 另一种电压数值或极性的直流电能。
三．逆变器——将直流电能变换成不同幅度和频率的交流
电能。
四．交流——交流变换器将一50Hz交流电能不同幅值或频
图1-1-2
一． 静态工作点选在负载线的中点。
设集电极饱和压降 VCE(sat) 0 ,反向饱和电流 ， I CEO 0
VCEQ VCC 2, I CQ 0,VCEQ VCC 2, I CQ VCEQ RL VCC 2RL
. 图1-2-1 图解分析
二.输出集电极电流和电压
1.1.1功率放大器（Power Amplifier）
一．分类
(a)甲类放大电路 1．直接藕荷功率放大电路 (b)乙类互补对称功率放大 电路
(c)甲、乙类互补对称功率 放大电路
2．变压器耦合功率放大电路
OTL电路(单电源加电藕合) 3.其他类型的功率放大电路 BTL电路,由两个差动输出的OCL电路组成
2．功率合成技术 首先介绍输入变压器的工作原理及其功能，
然后重点讨论用传输线变压器构成的魔T混合网 络实现功率合成及功率分配的原理。
3．整流及稳压电路 在讨论三种基本整流电路：半波、全波、桥式
整流电路的基础上，简单介绍半联型、开关型稳压 器的工作原理及稳压性能。
4．为了开设实验内容，首先进行相关实验仪器、仪表 的介绍，并让学生初步学会使用及进行简单操作， 然后安排2学时的实验课。
率的交流电能。
1.1.3.功率器件 一．功率管散热和相应的 PCM 。
1．术语
①热平衡——集电结产生的热量恰好等于散发到空
气中的热增量，使结温在某一温度平衡的状态。
②热崩——结温升高
ic PC 结温 ic PC 结温 结温 最高允许值TjM 管子烧坏
第一章 功率电子线路
1.1 功率电子线路概述 1.2 功率放大器的电路组成和工作特性
1.3 乙类推挽功率放大电路 1.4 功率合成技术
1.5 整流与稳压电路
第1章. 功率电子线路教案
一.学时安排 16学时授课 4学时实验
1．功率电子线路概述
2学时
2．率放大器的电路组成和工作特性
2学时
3．乙类推挽功率放大电路
2学时
4．功率合成技术
5学时
5．整流与稳压电路
3学时
6．习题课
2学时
7．实验仪器仪表介绍
2学时
8．低频功率放大器实验
2学时
二.授课方式:课堂教学、讨论课、实验课
三.重点、难点
1．甲类、乙类放大器的组成及其功率特性性能；
2．乙类互补推挽功率放大电路；
3．功率合成技术，整流与稳压电路。
四．教学内容及要求
ic I CQ iC I CQ I cm cost
VCE VCEQ Vce VCEQ Vcm sin t
二．功率放大器的性能要求
1．最主要的要求是：安全、高效率和不失真（失真可在允 许的范围内）地输出信号功率。
2．最重要的性能指标是：集成电极效率 c
ห้องสมุดไป่ตู้
c
PO PD
PO
PO PC
1）
（ 1-1-
PD 直流电源功率 , PO输出信号功率 , PC功率管的耗散功率 . 式中：
3．功率放大器的本质是：在输入信号作c 用下，将直流电源 的直流功率转换为输出信号功率，所以用 来评价这种转换 能力。
当 Rth 为定值时，集电结与周围空气之间的温 差直接取决于PC 值，P且C 随成正比地增大。
1-4）
P CM
TJM Rth
Ra
（1-
Ta
— 周围空气温度
注：实际工作中，必须根据最高室PCM温，确定功 率管能够承受的最大允许管耗 。
二．二次击穿
11．什么叫二次击穿
①可逆击穿：由于Vce V(BR)CEO 而引起的击穿，只要 限制击穿电流，管子不会损坏，当后，管子 恢复正常工作。
三．功率管的运用特性 1． 甲类、功率管在一个周期内导通； 图1-1-1 2．乙类、功率管在半个周期内导通； 3．甲乙类、介于甲类乙类之间，大于半个周期小于一 个周期内导通； 4．丙类、小于半个周期内导通； 5．丁类、半个周期饱和导通，半个周期截止，管子处 于开关状态。 目的：减小管耗，提高效率，带来的问题，非线形失 真越来越严重，