南昌航空大学低频课件第九章-功率放大电路

单击此处编辑母版标题样式,第九章 功率放大电路,南昌航空大学,9.1,功率放大电路概述,9.3,功率放大电路的安全运行,9.2,互补功率放大电路,9.4 集成功率放大电路,能够向负载供给足够信号功率的放大电路称为功率放大电路，简称功放。,功放既不是单纯追求输出高电压，也不是单纯追求输出大电流，而是追求在电源电压确定的状况下，输出尽可能大的功率。,功放电路的要求：,P,omax,大,=,P,omax,/,P,V,要高,失真要小,9.1 功率放大电路概述,1.,功率放大电路研究的问题,（1）性能指标：输出功率和效率。,若已知,U,om,，,则可得,P,om,。,最大输出功率与电源损耗的平均功率之比为效率。,2 分析方法：因大信号作用，故应承受图解法。,3 晶体管的选用：依据极限参数选择晶体管。,在功放中，晶体管通过的最大集电极或射极电流接近最大集电极电流，承受的最大管压降接近c-e反向击穿电压，消耗的最大功率接近集电极最大耗散功率。称为工作在极限状态。,2.,对功率放大电路的要求,1甲类方式：晶体管在信号的整个周期内均处于导通状态,2乙类方式：晶体管仅在信号的半个周期处于导通状态,3甲乙类方式：晶体管在信号的多半个周期处于导通状态,1在电源电压肯定的状况下，最大不失真输出电压最大，即输出功率尽可能大。,2效率尽可能高，因而电路损耗的直流功率尽可能小，静态时功放管的集电极电流近似为0。,3、晶体管的工作方式,1变压器耦合功率放大电路 单管甲类电路,输入信号增大，输出功率如何变化？,输入信号增大，管子的平均电流如何变化？,输入信号增大，电源供给的功率如何变化？效率如何变化？,4.,功率放大电路的种类,适合做功放吗？,乙类推挽电路,信号的正半周T1导通、T2截止；负半周T2导通、T1截止。,两只管子交替工作，称为“推挽”。设 为常量，则负载上可获得正弦波。输入信号越大，电源供给的功率也越大。,2OTL电路,输入电压的正半周：,V,CC,T,1,C,R,L,地,C,充电。,输入电压的负半周：,C,的“”T,2,地,R,L,C,“”,C,放电。,C 足够大，才能认为其对沟通信号相当于短路。,OTL电路低频特性差。,因变压器耦合功放笨重、自身损耗大，应选用OTL电路。,3 OCL电路,输入电压的正半周：,V,CC,T,1,R,L,地,输入电压的负半周：,地,R,L,T,2,V,CC,两只管子交替导通，两路电源交替供电，双向跟随。,静态时，,U,EQ,U,BQ,0。,4BTL电路,输入电压的正半周：,V,CC,T,1,R,L,T,4,地,输入电压的负半周：,V,CC,T,2,R,L,T,3,地,是双端输入、双端输出形式，输入信号、负载电阻均无接地点。,管子多，损耗大，使效率低。,几种电路的比较,变压器耦合乙类推挽：,单电源供电，笨重，效率低，低频特性差。,OTL,电路：,单电源供电，低频特性差。,OCL,电路：,双电源供电，效率高，低频特性好。,BTL,电路：,单电源供电，低频特性好；双端输入双端输出。,9.2,互补功率放大电路,的分析估算,求解输出功率和效率的方法:,然后求出电源的平均功率，,效率,1.,输出功率,在已知,R,L,的情况下，先求出,U,om,，,则,2.,效率,9.3,功率放大电路的安全运行,(,晶体管的极限参数),P,T,对,U,OM,求导，并令其为0，可得,在输出功率最大时，因管压降最小，故管子损耗不大；输出功率最小时，因集电极电流最小，故管子损耗也不大。,管子功耗与输出电压峰值的关系为,因此，选择晶体管时，其极限参数,将,U,OM,代入,P,T,的表达式，可得,例9.2.1在图所示电路中VCC 15V，输入电压为正弦波，晶体管的饱和管压降UCES 3V，电压放大倍数约为1，负载电阻RL 4欧，,1求解负载上可能获得的最大功率和效率,2假设输入电压最大有效值为8V，则负载上能够获得的最大功率为多少。,解1,2由于UOUi，所以UOm8V。最大输出功率,R,L,R,D,1,D,2,T,1,T,2,+V,CC,+,u,i,+,u,o,V,CC,V,5,R,2,R,1,u,i,R,3,9.4 集成功率放大电路,OTL、OCL和BTL电路均有各种不同电压增益多种型号的集成电路。只需外接少量元件，就可成为有用电路。,集成功率放大电路分析,LM386是一种音频集成功放，具有功耗小，电压增益可调整，电源电压范围大，外接元件少和总谐波失真小等优点，广泛应用于录音机和收音机之中。,把握集成功放的电路组成，工作原理、主要性能指标和典型运用。,一、LM386内部电路,图9.4.1LM386内部电路原理图,第一级差分放大电路双入单出,其次级共射放大电路恒流源作有源负载,第三级OTL功放电路,输出端应外接输出电容后再接负载。,电阻R7从输出端连接到T2的放射极形成反响通道，并与R5和R6构成反响网络，引入深度电压串联负反响。,二、LM386的电压放大倍数,1.当引脚1和8之间开路时,U,f,=U,R5,+U,R6,U,i,/2,2.当引脚1和8之间外接电阻R时,3.当引脚1和8之间对沟通信号相当于短路时,4.在引脚1和5之间外接电阻，也可转变电路的电压放大倍数,电压放大倍数可以调整，,调整范围为20200。,三、LM386引脚图,图9.4.2LM386的外形和引脚,集成功率放大电路的主要性能指标略,集成功率放大电路的应用,一、集成OTL电路的应用,1.LM386外接元件最少的用法,静态时输出电容上电压为,V,CC,/2,最大不失真输出电压的峰峰值为电源电压,V,CC,最大输出功率为,输入电压有效值,2.LM386电压增益最大的用法,3.LM386的一般用法,图9.4.4 LM386电压增益最大的用法,图9.4.5 LM386的一般用法,引脚1和引脚8接10uF电解电容器，1和8之间沟通短路。,引脚1和引脚5接电阻，也可转变电压放大倍数。,二、集成OCL电路的应用,TDA1521的根本接法,TDA1521为2通道OCL电路，可作为立体声扩音机左、右两个声道的功放。,最大输出功率,P,om,12W,最大不失真输出电压,U,om,9.8V,三、集成BTL电路的应用,TDA1556为2通道BTL电路。可作为立体声扩音机左，右两个声道的功放。,TDA1556的根本接法,1.指出图中放大电路局部；,2.说明电路中是否引入了级间反响，是直流反响还是沟通反响，假设为沟通负反响则说明其反响组态；,3.最大输出功率和效率的表达式；,4.说明如何估算在输出最大功率时输入电压的有效值；,5.说明D1D3和RW的作用，C1C4的作用；,6.说明哪些元件构成过流爱护电路及其原理。,争论一,争论二：图示各电路属于哪种功放？,争论三：消失以下故障时，将产生什么现象?,1.,R,2,短路；,2.,R,2,断路；,3.D,1,短路；,4.D,1,断路；,5.T,1,集电极开路。,T2、T5的极限参数：,PCM1.5W，ICM600mA，UBRCEO40V。,