【理学】低频功率放大器模版课件

,第二级,第三级,第四级,第五级,第,6,章,低频功率放大器,低频功率放大器,要求输入级使用差分放大器，输出级使用乙类功放电路，同时到达如下指标：,1负载8；,2输入信号电压为5mV；,3额定输出功率为POR10W；,4非线性失真3% ；,5电源效率55 %；,6交流噪声功率10mW,电流源电路,差分放大电路的组成原理,典型差分放大电路,差分放大电路的静态分析,差分放大电路动态分析,功率放大电路的主要特点,1功率放大电路的任务和特点,1 大信号工作状态,功率放大管的动态工作范围很大， 功放管中的电压、 电流信号都是大信号状态， 一般以不超过晶体管的极限参数为限度。,2 非线性失真问题,如何减小非线性失真是功率放大电路的一个重要问题。,3 提高功率放大电路的效率、 降低功放管的管耗,2 主要技术指标,1 最大输出电压幅度Uomax和最大输出电流幅度Iomax：,2 输出功率Po和最大不失真输出功率Pom,3 管耗PV,4 效率,3 功放管的保护及散热问题,功率放大电路工作在大信号下， 管子的工作电流和电压均为大信号， 所以， 必须要考虑功率放大管的保护问题， 防止管子击穿或损坏。,图1-1 低频功率放大电路的三种工作状态,a 甲类工作状态; b 甲乙类工作状态; c 乙类工作状态,2 互补对称功率放大电路,2.1 双电源互补对称电路OCL电路,采用正、 负两个直流电源供电的互补对称电路称为双电源电路。 一般， 这两个直流电源大小相同， 极性相反。,1乙类双电源互补对称功率放大电路,图2-2 乙类双电源互补对称功率放大电路图解分析正半周,由图2-2可以很方便地计算出乙类双电源互补对称功率放大电路的输出功率、 效率等技术指标。,1 输出功率Po和最大不失真输出功率Pom,设输出电压幅度为Uom， 当输入正弦信号时， 有,1-4,由于本电路是由射极输出器组成， 在放大区内， uoui， 因此只要输入信号幅度足够大、 使管子导通至B点时， 忽略功放管的饱和压降， 那么输出电压幅度近似为电源电压。 此时获得了最大输出电压幅度UomaxUimax=UcemaxUCC ， 最大输出电流幅度Iomax=Icmax1UCC/RL。 所以， 最大输出功率为,1-5,2 直流电源提供的功率PE,由于+,U,CC,和-,U,CC,每个电源只有半周期供电， 因此在一周期内的平均电流为,两个电源提供的总功率为,1-6,可见， 电源提供的功率随输出信号的增大而增大， 这和甲类功放相比有本质的区别。,当获得最大不失真输出时， 电源提供的最大功率,P,EM,为,1-7,3 效率,根据式1-4和式1-6可得一般情况下的效率为,1-8,当获得最大不失真输出幅度时， Uom=UomaxUCC， 那么,可得到乙类双电源互补对称功率放大电路的最大效率为,1-9,4 管耗PV与功率三极管的选择,在忽略其他元件的损耗时， 电源供给的功率与放大器输出功率之差， 就是两个管子的管耗。,1-10,故两管的总管耗为,P,V,=,P,V1,+,P,V2,因为,， 最大管耗可表示为,1-12,当最大管耗发生时， 输出功率为,1-13,在实际应用中， 功率三极管的选择主要依据以下的原那么：,第一，每只功率三极管的最大允许管耗PCM必须大于0.2Pom。 如要求输出最大功率为10 W， 那么应选择两只最大集电极功耗PCM2 W的三极管即可， 当然还可以适当考虑余量。,第二，当V2导通时， V1截止， 所以当V2饱和时， UCE1得到最大值2UCC， 因此， 应选用耐压,UBRCEO2UCC的管子。,第三，所选管子的ICM应大于电路中可能出现的最大集电极电流UCC/RL。,5 交越失真,3甲乙类双电源互补对称功率放大电路,1 电路组成与工作原理,图2-4 甲乙类双电源互补对称功率放大电路,图2-5 甲乙类电路的静态工作点,图2-6 偏置可调的甲乙类双电源互补对称功率放大电路,实际功率放大电路举例,3.设计及调试本卷须知,(1)除了功率管，其余三极管的静态工作点应在负载线的中点附近，以满足大的动态范围的要求。,(2)多级放大电路的前后级倍数相互影响，可以在两级之间加射级跟随消除，即可使两级放大倍数相互独立，以提高整体放大倍数。,(3)功率管的空载电流不能过大，否那么带负载时功率管电流会急剧上升，击穿功率管。因此带负载之前必须先调试空载电流，通常设为10mA,只要能够消除交越失真即可。,4调试中功率管必须要加保险丝保护，还要加散热片。,5布局安排要紧凑，引线要短，不要走平行线，防止信号窜扰，输出大电流要远离输入信号线。地线要粗，不要采用串联地，要单点接地，即 所有的地线都引入到一点接地，以防两点接地产生共地阻抗的电路性耦合。,