第7章 低频功率放大器.ppt

第7章 低频功率放大器 通过本章学习，你可以掌握以下内容： 1．低频功率放大电路的主要形式； 2．实用的OTL、OCL和BTL功率放大电路； 3．集成功率放大器的应用。 7.1 概述 推动一个实际负载需要的功率较大。能输出较大功率的放大器称为功率放大器。 7．1．1 功率放大电路的要求 7．1．2 功率放大器工作状态的分类 甲类状态，导通角θ=360°，甲类放大器常用于电压放大。 乙类状态，导通角θ=180°，功率放大器。 甲乙类状态， 180°θ360°，功率放大器。 丙类状态，θ180°，用于发射机中的谐振功率放大器。 7．1．3单管甲类功率放大器 7．1．4 乙类功率放大器 1. 无输出变压器的功率放大器 2. 无输出电容的功率放大器 图7.6 无输出电容（OCL）的功率放大器 3. 桥式推挽功率放大器 图 7.7桥式推挽功率放大器结构图 7．1．5 D类功率放大器 7．1．5 D类功率放大器 7.2 互补对称功率放大电路 7.2.1 OCL电路的组成及工作原理 7.2.2 OCL电路的输出功率与效率 7.2.3 功率放大管的选择 例7．1 图7.9所示电路的负载为8Ω，晶体管饱和管压降|UCES|=2V，试问：（1）若负载所需最大功率为16W，则电源电压至少应取多少伏？（2）若电源电压取20V，则晶体管的最大集电极电流、最大管压降和集电极最大功耗各为多少？  主编：徐丽香 副主编：黎旺星 张 正 兰小海 电子工业出版社 模拟电子技术 * 图7.1 功率放大器的应用 功率放大器的性能 （1）最大输出功率 功率放大器提供给负载信号功率的大小为功放的输出功率。 最大输出功率Po=IoUo。 （2）效率 功率放大器的最大输出功率与电源所提供的功率之比称为效率。 （3）非线形失真 互调失真等等来描述（这些指标的详细含义请参照有交高保真音响的资料）。 （4）安全 功率放大器的输出管工作在高电压、大电流，工作温度高，因此，在电路设计中必须充分考虑功率放大管的安全。 图7.2 四类功放的工作状态示意图 甲类功放的最大缺点是效率低下。原因主要是甲类放大器在无信号时也必须供给很大的工作点电流。 图 7.4 甲类放大器的最佳工作点 图7.5 无输出变压器（OTL）的功率放大器 当ui0时，V1管导通，电流如图中实线所示，VCC通过V1和RL对C进行充电，uo≈ui； 当ui 0时， V2管导通，电流如图中虚线所示，C通过V2和RL进行放电，uo≈ui； 电路输出电压跟随输入电压。由于iRL=βiB，输出电流iRL增大了，输出功率就提高了。 静态时，ui=0，V1和V2均截止，输出电压为零。输入为正弦波，当ui 0时，V1管导通，V2管截止，正电源供电，电流如图中实线所示uo≈ui ； 当ui 0时，V2管导通，V1管截止，电流如图中虚线所示，由uo≈ui。 两只管子交替工作方式称为“互补”工作方式。 当ui 0时，V1和V4管导通放大，V2和V3管截止，负载上uo获得正半周电压； 当ui 0时，V2和V3管导通放大，V1和V4管截止，负载上uo获得负半周电压。 1.D类功率放大器，将音频信号转换成脉宽变化的脉冲波的形式输出，再由脉冲放大器放大输出，然后通过低通滤波电路还原成音频信号。效率可以做得很高。 2.D类功率放大器由调制器、开关输出电路、低通滤波器组成。 图 7.8 D类功率放大器的典型结构 图 7.9 调制器工作原理 图 7.10 桥式开关输出和低通滤波器 单管功率放大器只能应用于小功率输出的场合； 变压器耦合乙类推挽电路、OTL、OCL和BTL电路中晶体管均工作在乙类状态； D类功率放大器输出管工作于开关状态 小 结 7.2.1 OCL电路的组成及工作原理 (a)基本互补对称电路 （b）三极管的输入特性 （c）交越失真现象 图7.9 OCL中的交越失真 缺点：会产生交越失真 图7.10 实用的OCL功率放大器 静态时，由于增加了R2、D1、D2的存在，两只管子均处于临界导通或微导通态。调节R2可改变这两个管子的静态工作点。 工作时，两个管的导通时间都比输入信号的半个周期长，从而解决交越失真的问题，这种电路称为工作在甲乙类状态 最大输出功率 则供电电流 平均功率 转换效率 1．最大管压降 V1管子要承受的最大管压降|UCEmax|=2VCC。 3．最大功耗损耗 即功放管集电极最大功耗PCM为理想OCL最大输出功率的五分之一。 2．集电极最大电流 7.2.4 功率放大器的安全运行 方法：功放管的C-E间加过压保护，装限流电阻，考虑散热。 图7