7.4功率放大器.pptVIP

* 7.5 功率放大器 一.功率放大电路概述 二、互补对称功率放大电路原理（OCL） 三、无输出变压器(OTL)的互补对称功放电路 四、集成功率放大器 例： 扩音系统 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。 功率放大 电压放大 信号提取 一.功率放大电路概述 （1）输出功率尽可能大 即要求输出电压和输出电流有足够大的幅度，因此，需要三极管在接近极限状态下工作。 （2）效率要高 由于输出功率大，因此直流电源消耗的功率也大，这就存在一个效率问题。定义放大电路的效率为 （3）非线性失真要小。 2．功率放大电路的分析方法 由于三极管工作在大信号状态下，微变等效电路法显然已不能运用，故通常采用图解法，由三极管的输出特性曲线研究放大电路的输出电压和效率。 1．功率放大电路的基本要求 由于功率放大电路通常是在大信号状态下工作，因此对功率放大电路有以下三点基本要求: 3、功率放大电路的三种工作状态 Rb uo UCC ui RE uo t uo uce Q Ic ib 甲类放大: 在整个周期中，iC0， Q点在交流负载线的中间 当有输入信号时，集电极电流iC=ICQ+ic，直流电源的输出功率为UCCiC，输出功率的平均值是ICQUCC，这个功率中的一部分转化为有用的输出功率P。信号越大，输出功率也越大，但可以证明，在理想情况下，甲类放大电路的最高效率为50%。 如何解决提高效率？ 一是增大放大电路的动态工作范围以增加输出功率，二是减小电源的输出功率。 当Q点移至IC=0处时，静态管耗接近于零，放大电路的这种工作状态称为乙类状态 在乙类工作状态，放大电路的效率最高，但由于在信号的正半周才有集电极电流，输出信号只有半个波形 第一条途径很容易，但在甲类工作状态下，最高效率是50%； 第二途径就是在UCC一定的前提下，使静态工作电流减小，即使静态工作点Q下移 ，减小静态管耗 乙类放大： Q.点在截止区 ( b ) 半周导通，导通角为180° i C Q u CE O 输出信号只有半个波形 甲乙类： Q.点在截止区上方一点点 导通角超过180° 放大电路在乙类和甲乙类状态下，效率虽有提高，但出现了严重的波形失真，因此，既要使静态管耗减小，又要使失真不严重，需要在电路结构上采取措施。 二、互补对称功率放大电路(OCL) 互补对称： 电路中采用两个晶体管：NPN、PNP各一支；两管特性一致； 对称电源：+UCC，-UCC组成互补对称式射极输出器 ui -UCC T1 T2 uo +UCC RL iL OCL：Output CapacitorLess(无输出电容器)的缩写 + -Ucc ui uo ui﹤0 uO﹤0 ui -Ucc T1 T2 +Ucc RL iL uo uo ui +Ucc ui﹥0 uO﹥0 T1 T2 T1 T2 1.工作原理（设ui为正弦波） 静态时： ui = 0V ? T1、T2均不工作 ? IC=0,PU=0; uo = 0V 动态时： ui ? 0V ui 0V ui -Ucc T1 T2 uo +Ucc RL iL 注意：T1、T2两个晶体管都只在半个周期内工作的方式。 ic1 ic2 T1截止，T2导通 T1导通，T2截止 iL= ic1 ; iL=ic2 ui -Ucc T1 T2 uo +Ucc RL iL 输入输出波形图 交越失真 死区电压 ui uo uo uo ′ ui -UCC T1 T2 uo +UCC RL iL (1) 静态电流 ICQ、IBQ等于零； (2) 每管导通时间接近半个周期 ； (3) 存在交越失真。 2.特点： 3.分析计算 设电路工作在极限和乙类工作状态，输出电压的最大值为Uom，不考虑交越失真，则uo=Uomsin?t，输出电压的有效值为 。电路的输出功率为 直流电源提供的功率为 两个电源各供电半个周期，故电源的平均功率为 电路的效率为 在极限状态下 在极限和理想情况下，Uom=Ucc 电源提供的功率与输出功率之差基本上等于三极管的管耗功率PT 与输出电压的幅值Uom有关 平均每只三极管的管耗为 如果要求输出功率为10W，则需要二只额定管耗功率不小于2W的三极管 时，PT最大 *