最新功率放大器课程设计

功率放大器课程设计

辽宁工业大学

模拟电子技术基础课程设计（论文）题目：OCL功率放大器

课程设计（论文）任务及评语

院（系）：电子与信息工程学院教研室：电子信息与工程

注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算

摘要

放大电路实质上都是能量转换电路。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。其中功率放大电路的要求为获得一定的不失真（或失真较小）的输出功率，而电压放大电路的主要要求为使其输出端得到不失真的电压信号。

OCL功率放大器是一种直接耦合的功率放大器，它具有频响宽，保真度高。动态特性好及易于集成化等特点。OCL是英文Output Capacitor Less的缩写，意为无输出电容。采用双端电源供电，使用了正负电源，在电压不太高的情况下，也能获得比较大的输出功率，省去了输出端的耦合电容。使放大器低频特性得到扩展。OCL功率放大电路也是定压式输出电路，由于电路性能比较好，所以广泛的应用在高保真扩音设备中。性能优良的集成功率放大器给电子电路的功放级的调试带来了极大的方便。本次课程设计主要采用分立元件电路法进行设计。分别设计直流稳压电源，前置放大电路以及功率放大电路。其中前置放大电路采用差分式放大电路。

关键词：OCL功率放大器；功率放大电路；无输出电容；能量转换电路

目录

第1章OCL功率放大器设计方案论证 (1)

1.1OCL功率放大器的应用意义 (1)

1.2OCL功率放大器设计的要求及参数 (1)

1.3设计方案论证 (1)

1.3.1方案一 (1)

1.3.2 方案二 (2)

1.3.3 方案的对比 (2)

1.4总体设计方案框图及分析 (3)

第2章OCL功率放大器各单元电路设计 (5)

2.1直流稳压电源设计 (5)

2.3功率放大电路设计 (7)

第3章 OCL功率放大器整体电路设计 (9)

3.1整体电路图及工作原理 (9)

3.2电路参数计算 (11)

3.2.1确定电源电压参数 (11)

3.2.2确定功率输出管的参数 (12)

3.2.3复合管的参数选择 (12)

3.2.4前置放大电路部分 (12)

3.2.5部分重要电阻的参数选择 (13)

3.3整体电路性能分析 (13)

第4章设计总结 (14)

参考文献 (15)

附录I 总体电路图 (16)

附录II 元器件清单 (18)

第1章OCL 功率放大器设计方案论证

1.1 OCL 功率放大器的应用意义

OCL(Output Capacitorless 无输出电容器)电路是采用正负两组对称电源供电,没有输出电容器的直接耦合的单端推挽电路,负载接在两只输出管中点和电源中点. OCL 功率放大器是在OTL 功率放大器的基础上发展起来的一种全频带直接耦合低功率放大器，它在高保真扩音系统中得到了广泛应用。

1.2 OCL 功率放大器设计的要求及参数

本次课程设计需要采用全部或部分分立元件设计此OCL 音频功率放大器。并设计出此功率放大器所需的直流稳压电源。设计参数如下所示： 1. 额定输出功率W P 100≥。 2. 负载阻抗Ω=8L R 。 3. 失真度%3≤γ

1.3设计方案论证

1.3.1方案一

首先做一个简单的线性电源，将220V 交流电降压后，采用桥式整流、再用简单的滤波电路滤波、三端集成稳压器稳压，最后再经滤波电路滤波，选取VCC/2为地，由于输出功率比较大，将VCC 定值为30V ，最后做成一个电压稳定的正负15V 电源。采用集成运放进行电压的放大，最后采用乙类互补对称电路放大电流，然后将信号输出。

图1-1方案一框图

1.3.2 方案二

首先做一个简单的线性电源，将220V 交流电降压后(

采用三端输出的电压

器)

采用桥式整流、再用简单的滤波电路滤波、三端集成稳压器稳压，最后再经

滤波电路滤波，选取VCC/2

为地，由于输出功率比较大，将VCC 定值为30V ，最

后做成一个电压稳定的正负15V 电源。然后将信号经过差分式放大电路，进行信号放大，最后采用甲乙类互补对称电路进一步放大电流，最后得到波形稳定的输

出信号。全部采用分立原件，中间放大级采用直接耦合。

图1-2

方案二框图

1.3.3

方案的对比

相同点：

两方案的基本的设计思想相同，都是先做一个正负15V 的电源然后基于甲乙类双电源互补对称电路放大原理对信号进行放大。 不同点：

表1-1两种方案对比表

综上所述，通过比较，本设计选用方案二。

根据本课题要求，我们所设计的OCL音频功率放大器应由以下几部分组成：直流稳压电源、前置放大电路和功率放大电路。以下逐一加以设计及论证。

电源部分：

本设计的电源通过变压器变为20V交流电，经整流滤波得到±30 V的直流电；同时直流电再经三端集成稳压电路输出±24 V，供应前置放大电路和功率放大器使用。

信号放大部分：

前置放大电路采用低噪声双运放，分别以相同放大的方式，作为左右通道的信号放大。

功率放大电路由三部分组成：输入级、推动级和输出级。输入级由有两个三极管组成的差分放大电路构成，推动级由一个三极管组成，输出级由两个三极管对称构成。两输出管分别由正、负两组电源供电，扬声器直接接在两输出管的输出端与地之间，同时应使本功放工作在甲乙类状态。

1.4总体设计方案框图及分析

总体设计方案框图：（如下图1-3所示）