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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,8.1 功率放大电路的一般问题,8.2 乙类互补对称功率放大电路,8.3 甲乙类互补对称功率放大电路,8 功率放大电路,1,8.1 功率放大电路的一般问题,1.功率放大电路的作用,功率放大电路是一种以,输出较大功率,为目的的放大电路。因此，,要求同时输出较大的电压和电流。,管子工作在接近极限状态。,多极放大电路的,输出级,，将前置电压放大电路送来的信号进行功率放大，去推动负载工作。例如使扬声器发声、继电器动作、电动机旋转等。,2,2功率放大电路与电压放大电路的区别,1)本质相同,在负载上都同时存在输出电压、电流和功率，从能量控制的观点来看，放大电路实质上都是能量转换电路。,2)任务不同,电压放大电路,：使负载得到不失真的电压信号。输出的功率并不一定大。在小信号状态下工作。,功率放大电路,：使负载得到不失真（或失真较小）的输出功率。在大信号状态下工作。,3)性能指标不同,电压放大电路,：电压增益、输入和输出电阻。,功率放大电路,：输出功率、效率、非线性失真。,4)分析方法不同,电压放大电路,：图解法、小信号模型分析法,功率放大电路,：图解法,3,3.要解决的问题,提高效率,减小失真,管子的保护,4.提高效率的途径,降低静态管耗，即减小静态电流。,提高输出功率,P,o,：,负载上得到的交流信号功率。,P,V,：电源提供的直流功率。,P,T,：功率管的管耗。,4,5.三种工作状态,三极管根据正弦信号整个周期内的导通情况，可分为几个工作状态：,1)甲类工作状态,一个周期内均导通,Q点大致设在负载线的中点。BJT在输入信号的整个周期都导通。静态,I,C,较大，管耗大，波形好。,甲类工作状态的效率很低，最高为50%。,5,2)乙类工作状态,半个周期内导通,Q点下移到 负载线的最低点。BJT只在输入信号的半个周期内导通。,I,C,=0，管耗小，效率高，波形严重失真。,6,3)甲乙类工作状态,大半个周期内导通,Q点位置介于甲类工作状态与乙类工作状态之间。BJT导通的时间大于半个周期。,#,哪种工作状态的电路适合做功率放大电路？,采用两个三极管配合使用，组成,互补对称电路,，既能提高效率，又能减小信号失真。,7,8.2 乙类双电源互补对称功率放大电路,1.电路组成,2.工作原理,1),静态时(,v,i,=,0,),I,B1,=,I,B2,0,，I,C1,=,I,C2,0,T,1,、T,2,特性相同；,一个NPN型、一个PNP型；,两管均接成射极输出器；,正、负双电源供电；,输出端无耦合电容,OCL 电路,(,Output Capacitor-Less),。,v,o,=0,8,2）动态时,输入交流信号,v,i,的负半周,T,2,导通，,T,1,截止,输入交流信号,v,i,的正半周,T,1,导通，,T,2,截止,v,o,v,i,，A,V,1。,v,o,9,3.分析计算,图解分析法,10,（1）输出功率,实际输出功率,P,o,最大不失真输出功率,P,omax,11,（2）管耗,P,T,两管管耗,12,最大管耗,13,（3）电源供给的功率,P,V,当,（4）效率,当,14,P,o,、,P,T1,与,P,v,的关系曲线,15,1),P,CM,P,T1m,0.2,P,omax,；,3),V,(BR)CEO,2,V,CC,；,2),I,CM,V,CC,/,R,L,。,4.功率BJT的选择,16,5.交越失真,当输入信号,v,i,为正弦波时，,输出信号在过零前后出现的,失真称为,交越失真,。,交越失真产生的原因,|,v,i,|,|,V,th,|,（死区电压）时，,T,1,和,T,2,都截止，,v,o,0,。,采用各种电路以产生有不大的偏流，使静态工作点稍高于截止点，即,BJT,工作于甲乙类状态。,克服交越失真的措施,交越失真,v,i,t,O,v,o,t,O,17,8.3 甲乙类互补对称功率放大电路,可克服交越失真,静态时：,v,i,=,0,v,o,=,0,D,1,D,2,导通,V,BE1,+V,EB2,=,2,v,D,V,BE1,=V,EB2,=v,D,1.利用二极管提供静态偏置,T,1,T,2,处于微导通状态,8.3.1 甲乙类双电源互补对称电路,18,V,BE4,可认为是定值,调节,R,1,、,R,2,的比值，就可以改变T,1,、T,2,的偏压值。,2.利用,BJT,恒压源提供静态,偏置,设T,1,已有合适,的静态工作点,19,静态时,偏置电路使,V,K,V,C,V,CC,/2（电容C充电达到稳态）。,8.3.2,甲乙类单电源互补对称电路,T,3,构成前级电压放大电路；,单电源供电；,无输出变压器,OTL 电路,(,Output Transformer-Less),20,v,i,负半周，T,1,导通，有电流通过负载,R,L,，同时向,C,充电。,v,i,正半周，T,2,导通，则已充电的电容,C,通过负载,R,L,放电。,动态时,单电源功率电路性能指标的计算公式必须加以修正，以,V,CC,/2代替双电源电路计算公式中的,V,CC,。,8.3.2,甲乙类单电源互补对称电路,若输出电容足够大，其上电压基本保持不变，则负载上得到的交流信号正负半周对称。,21,特点:,工作可靠、使用方便。只需在外部适当连线，即可提供一定的功率。,由多级放大电路组成，一般输入级采用差分放大电路，中间级采用共射放大电路，输出级为互补对称功率放大电路。,集成功放 LM380引脚图,),1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,14,-,电源端（,V,CC,）,3、4、5、7、10、11、12,-,接地端（GND）,2、6-,输入端,（一般2脚接地）,8-,输出端,（经500,电容接负载）,1-,接旁路电容（5,）,9、13-,空脚（NC）,8.4 集成功率放大器,22,功率放大电路小结,1.,功率放大电路的主要特点和要解决的主要问题是什么？,2.,哪种组态的放大电路作为功率放大电路较合适？为什么？,3.,提高功率放大电路效率的思路是什么？,4.,单从效率的角度来考虑，哪种工作方式的功放效率最高？,5.,乙类工作方式存在的突出矛盾是什么？,6.,互补对称功放电路是如何解决效率与失真这对矛盾的？,23,9.,乙类互补对称功放中的BJT参数应满足什么条件？,10.,单电源互补对称功放是如何工作的？,11.,单电源互补对称功放的输出功率、管耗、电源供给的功率和效率的计算与双电源的计算有何不同？,7.,什么是交越失真？其产生的原因是什么？如何克服？,8.,乙类互补对称功放的分析计算：,P,o,、,P,omax,、P,T1,、,P,T2,、,P,V,、,、,P,T1max,及其与,P,omax,的关系。,24,本 章 小 结,1、,功率放大电路是在大信号下工作，通常采用图解法进行分析。研究的重点是如何在允许的失真情况下，尽可能提高输出功率和效率。,2、,与甲类功率放大电路相比，乙类互补对称功率放大电路的主要优点是效率高，在理想情况下，其最大效率约为78.5%。,3、,为保证BJT安全工作，双电源互补对称电路工作在乙类时，器件的极限参数必须满足：,P,CM,P,T1,0.2,P,om,，|,V,(BR)CEO,|2,V,CC,，,I,CM,V,CC,/R,L,。,4、,由于BJT输入特性存在死区电压，工作在乙类的互补对称电路将出现交越失真，克服交越失真的方法是采用甲乙类互补对称电路。,5、,在单电源互补对称电路中，计算输出功率、效率、管耗和电源供给的功率，可借用双电源互补对称电路的计算公式，但要用,V,CC,/2代替原公式中的,V,CC,。,25,
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