《功率放大电路》PPT课件

2. 双电源供电。
ui
3. 输入输出端不加隔直电 容。直接耦合。
+UCC V1
iL RL
uo
V2
-
UCC
HOME
h
HOME
(8-14)
（1）静态分析：
ui = 0V V1、V2均不工作 uo = 0V
+UCC V1
因此，不需要隔直电容。
ic1
（2）动态分析：
ui > 0V ui 0V
V1导通，V2截止 ui iL= ic1 ;
iB
iB
uBE ui t UT
放大电路的Q设在负载线中间，输出无失真，称为甲类放大。
HOME
如何解决效率低的问题？
办法：减小静态损耗。即降低Q点位置。 缺点：会引起截止失真。 既降低Q点又不会引起截止失真的办法：
互补对称射极输出器。
HOME
h
HOME
(8-11)
7.3.1 互补对称功率放大电路
互补对称：电路中采用两支晶体管，NPN、 PNP各一支；两管特性一致。
P E T 10 T U C iC C d U tT CC 0 T iC d U tC C IC Q U C 22 C R L
2. 最大负载功率
P Oma xU om m RL ax22 0.5U CC22RL U C 2 C 8RL
3. 最大效率
maxPOmaxPE 25%(RL开路时,最理想的情况)
HOME
h
HOME
(8-17)
乙类放大的特点：
(1) 静态电流 ICQ、IBQ等于零； (2) 每管导通时间等于半个周期 ； (3) 存在交越失真。
V1
+UCC
ui V2
iL RL
uo
-UCC
HOME
h
HOME
(8-19)
（3）参数计算
假设 ui 为正弦波且幅度足够大，
V1、V2导通时均能饱和，此时输出
V1截止，V2导通 iL=ic2
iL RL
uo
V2
ic2
-
UCC
V1、V2两个晶体管都只在半个周期内工作的方 式，称为乙类放大。
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乙类放大的输入输出波形关系:
ui
u´o ´
u"o uo
交越失真
+UCC
t 死区电压
V1
t
ui
iL RL
uo
V2
t
-UCC
t 交越失真：输入信号 ui在过零 前后，输出信号出现的失真便 为交越失真。
a x UC 2CUC 2CR 1L
UC 2C 2RL
PEPE1PE22UCC U R CLC2U RC 2LC
效率为：
U2 CC
Pomax
PE
2RL
2UC2C
4
78.5%
RL
结论：OCL电路效率较高； 电流、电压波形存在失真。
HOME
电路的改进
1. 克服交越失真
交越失真产生的原因： 在于晶体管特性存在 非线性，ui <uT时晶体管截止。
Байду номын сангаас达到最大值。
V1
若忽略晶体管的饱和
压降，则负载（RL)上的电 压和电流的最大幅值分别
为：
U U L max
CC
ui
I L max U CC R L 负载上得到的最大功率为：
V2
Pomax UC 2CUC 2CR 1L
UC 2 C 2RL
+UCC ULmax
iL RL
UL
-UCC
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电源提供的直流平均功率计算：
类型：
互补对称功放的类型
无输出变压器形式 无输出电容形式
（ OTL电路）
（ OCL电路）
OTL: Output TransformerLess OCL: Output CapacitorLess
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1. OCL互补对称功放电路
电路的结构特点：
1. 由NPN型、PNP型三极 管构成两个互补的射极 输出器对接而成。
电压，又要输出大电流。 2。两者都放大信号，但前者要输出大电流，所以 对器件要求高，即耐压高，电流大，包括对三极 管，电阻，电容等。 2。后者对电源转换效率要求不高，因为输出功率 较小，所以电源本身功耗不大，一般可以不考虑 功率损耗。而前者对电源要求高，电路设计中要 提高能量转换效率。
尤其是便携式，移动式设备中对此要求更高。
RE
首先做负载线 确定工作点Q
UCC Rb
ui
RE
uo
Q
ib
UCC uce uo
t
uo
注意是uo而不是uce
HOME
为得到较大的输出信号，假设将射极输出器的静态 工作点（Q）设置在负载线的中部，令信号波形正负半 周均不失真 ，如下图所示。再按照最理想情况：
U CC
Ic
RE
直流负 载线
则静态工作点： UCEQ = 0.5UCC
Q
uCE UCC 因负载开路， 所以交直流 负载线合一
I CQ 0 .5U CC R E 0.5U CC R L
忽略晶体管的饱和压 降和截止区，输出信 号uo的峰值最大只能
为：Uomax0.5UCC
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1. 直流电源输出的功率
iC ICQic
PE
1 T
T
0UCCiCdt
ICQIcmsin(t) [IcQ=(UCC/2)/RL]
每个电源中的电流为半个正弦波，其平均值为:
Ia1v21 0U R C LC si ntd(t)U R CLC
Iav2
Iav1
UCC RL
U CC
ic1
RL
UCC1 =UCC2 =UCC
两个电源提供的总功率为：
t
P EP E1P E22UCC U R CLC2U R C 2 LC
HOME
Pom
HOME
设计功放电路应注意的问题
(1) 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超过晶体管的极 限值: ICM 、UCEM 、 PCM 。
Ic ICM
PCM
工作区
UCEM
uce
HOME
(2) 电流、电压信号比较大，必须注意防止 波形失真。即动态范围要尽可能大。
(3) 电源提供的能量尽可能地转换给负载，以 减少晶体管及线路上的损失。即注意提高
电路的效率（）。
Pomax 100%
PE
Pomax : 负载上得到的交流信号功率。 PE ： 电源提供的直流功率。
HOME
问题讨论
射极输出器能否做 功率放大？
UCC
射极输出器的输
ib
Rb
出电阻低，带负载能
力强，是否可以作功
ui
RE
uo 放呢？
HOME
考虑最理想的情况：
设负载开路，此时输出电压最大； 同时忽略管子压降。 U CC ic
7.3 功率放大电路
7.3.1 互补对称功率放大电路 7.3.2 集成功率放大器
概述
功率放大器的作用： 用作放大电路的输出级，以驱 动执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、 仪表 指针偏转等。
例： 扩音系统
信
电功
号
压率
提
放放
取
大大
HOME
功率放大与电压放大的区别
1。后者只能给出放大的电压，不能给出大电流， 所以其功率输出并不大。而前者则既要输出大