[小学教育]Chapter 5 功率放大电路.ppt

Chapter 5 功率放大电路 Chapter 5 主要内容 概述 互补推挽功率放大电路 集成功率放大器 功率管的使用和保护 §5.1 概述 功率放大器的用途和特点 功放提高效率的主要途径 5.1.1功率放大器的用途和特点 5.1.2 功放提高效率的主要途径 §5.2 互补推挽功率放大电路 乙类互补推挽放大电路 甲乙类互补推挽放大电路 单电源互补推挽放大电路 采用复合管的功率输出级 5.2.1 乙类互补推挽放大电路 5.2.2 甲乙类互补推挽放大电路 5.2.3 单电源互补推挽放大电路 5.2.4 采用复合管的功率输出级 5.2.4其它形式的功放电路 §5.3 集成功率放大器 §5.4 功率管的使用和保护 本章重点 * * 模拟电子技术设备的四大部分如图： ~ 电压 放大器 功率 放大器 负载 （换能器） 把电能转换为其他形式的能量 功放以输出功率为直接目的。为了获得大的输出功率，必须使 输出信号电压大；输出信号电流大；放大电路的输出电阻与负载匹配。 高效率地向负载提供失真不大的额定功率，以驱动执行机构 把微弱的信号电压放大，是小信号放大器 信号源 功放电路的特殊问题 1、输出功率 2、效率 为获得大的功率输出，要求功放管的电压电流都有足够大的输出幅度，因此管子通常在极限状态下工作。主要技术指标：最大输出功率Pom。 功率放大器的输出功率是由直流电源能量转换得到的。其转换能力称集电极效率，即 PT：耗散在管子集电极上的功率，称管耗 3、非线性失真 4、功放管的散热问题 5、分析方法 由于功率放大器工作在大信号状态，不可避免要产生非线性失真。且输出功率越大，失真越大。实际中需在获得最大功率的同时，尽可能把非线性失真限制在允许的范围内。 功放管在极限运用时，uCE最大值 接近U（BR）CEO，iC最大值 接近ICM，Po接近PCM，且有相当大功率消耗在集电结上，要考虑功放管的散热和保护问题。 在大信号下，小信号模型已不在适用，需采用图解分析法。 ? ? ?PT? 管子在信号一周期内导通时间越短，相应管耗越小，效率就越高。 在低频功放电路中，按管子集电极电流流通时间的不同可分为： 甲类放大 乙类放大 甲乙类放大 甲类：Q点设在放大区中部，整个信号周期内iC≥0 甲乙类：管子在静态时微导通，信号半周期以上iC≥0。 乙类：Q点设在截止区边缘，信号半周期内iC≥0。 ? 最低， ?≤50%。 失真最小。 ? 最高， ? 可接近78.5%。失真最大。 ? 略低于乙类。 乙类和甲乙类放大的效率较高，但波形严重失真。为解决效率和失真的矛盾，需要在电路结构上采取措施。 1、电路结构 T1为NPN管，与负载RL组成正向跟随ui的射极输出器； T2为PNP管，与负载RL组成反向跟随ui的射极输出器； 当输入信号ui = 0 时， Q ？ IC1= IC2= 0， UCE1=UCE2=VCC uo= 0 2、工作原理 当ui 处于正半周时，T1导通，T2截止，电流通iC1过负载RL。 当ui为负半周时，T2导通， T1截止，电流iC2通过负载RL。 T1、 T2轮流导通，在负载RL上合成一个完整的不失真波形。 利用两个特性对称的反型BJT互相补足的特点，完成推挽放大功能，故称双电源供电的互补对称推挽功率放大器。 3、主要参数估算 设输入信号： ui=Uimsinωt 输出信号电压幅值： Uom= Ucem ? Uim 输出信号电流幅值： Iom= Icm 1）输出功率Po Uom= Ucem Iom= Icm 管子尽限运用时， 2）直流电源供给的功率Pv 互补推挽电路中，正、负电源在一周内轮流供电，故电源提供的总功率为： 管子尽限运用时， 3）效率η 管子尽限运用时， 4）管耗PT T1、T2在信号一周内轮流导通，则PT1=PT2。 乙类工作时，静态管耗为零 PT是Uom的二次函数。可用PT对Uom求导的办法求出其最大值： 当 时，PT取得最大值。 T1、T2在信号一周内轮流导通，则 PT1 = PT2。 PT 5）功率管参数的选择 ?U(BR)CEO的选择 ?ICM的选择 ?PCM的选择 T1导通T2截止时，T2所承受的最大反压为 T1、T2的最大反压为 1、交越失真 因IB=0，形成死区电压 交越失真 2、甲乙类互补推挽电路 为消除交越失真，可给T1、T2一很小的偏置电压，使其在静态时处于微导通状态。 二极管提供偏置 UBE倍增电路提供偏置 R1、R2、Re提供合适的直流偏置，并使 当ui≤0，T2导电，iC2流过RL，同时向C充电； 当ui≥0，T3导电，C通过RL放电。 1、