模拟电子技术 CH8功率放大电路.ppt

* 基本要求： 第8章 功率放大电路 掌握乙类、甲乙类互补对称功率放大电路的组成、 工作原理 、分析计算。 问题的引出： 在多级放大器中，除了要有电压放大级（中间级）外， 还要有能直接驱动负载的输出级 前面电压放大器 同时能向负载提供大的电压、电流信号， 即输出功率要大。 从能量转换的角度，同样是把直流电源的能量转换为输出大功率信号的能量。 输出级应有带载能力强的特点 功率放大器 8.1 功率放大电路的一般问题 1.功率放大电路要解决的主要问题 输出功率要尽可能大 同时向负载提供不失真的大幅度的电压、电流信号。 效率要高 要求功放输出功率大→直流电源提供的功率也大 直流电源功率 = 给RL的输出功率 + 管耗 PV = PO + PT ?= PO PV 2. 功放提高效率的途径 减小静态电流。↘Q点 管子的保护问题 功放电路中的晶体管要承受大的电压、电流 有相当大的管耗，超过额定管耗就易烧毁。 ①选择额定管耗大的功率管 ② 注意散热 ?= PO PV PV -PT PV = 非线性失真小 与输出大功率、提高效率两点要求矛盾。 在电压放大电路中，在vi 的整个周期内，iC0 甲类放大电路 静态时(vi=0)，PO=0 , ICQ较大， 静态PT较大 PT = PV 当有信号输入时， ?很低 为提高?，↘Q . . . ωt iC O O vCE ICQ Q iB=常数 静态管耗减小 在vi 的一个周期内， iC0占半个多周期 甲、乙类放大电路 . . ωt iC O O vCE ICQ Q iB=常数 iC 乙类、甲乙类放大电路虽 ↘ 静态管耗， ↗ 效率， 但都出现了严重的非线性失真 提高效率? 减小非线性失真 矛盾 为解决这一矛盾，须从电路结构着手。 8.3 乙类双电源互补对称功率放大电路 静态管耗为0, vi 的一个周期内， iC0占半个周期 乙类放大电路 . . ωt iC O O vCE iB=常数 iC Q 1. 电路组成 ①由一对特性相同的NPN、PNP管组成 ②正、负电源双电源供电 ③基极、射极分别连在一起 基极作为输入，射极作为输出 可看成两个射极跟随器的组合， （并联射极输出器）又称OCL电路。 + _ vi + _ ic1 _ VCC + VCC T1 T2 RL vo ic2 iL 8.3.1 电路组成 2. 工作原理 两个三极管在信号的正、负半周轮流导通， 使负载得到一个完整的波形。 两个三极管 vi = 0 , T1、T2都截止,管子的静态电流为0，两个管子都工作在乙类状态 ?高 同时，负载又能得到完整的、不失真的 电压、电流（功率） 互补对称、推挽式电路 从而解决了?高和输出波形非线性失真之间的矛盾 vi 0 , T1导通， T2截止, vo = vi (+), 流经RL的电流↓。 vi 0 , T2导通， T1截止, vo = vi (-), 流经RL的电流↑。 + _ vi + _ ic1 _ VCC + VCC T1 T2 RL vo ic2 iL iL iL + _ vi + _ ic1 _ VCC + VCC T1 T2 RL vo ic2 iL Q Q 功率放大器在大信号下工作，不适合用小信号模型法分析 可知 Vom max = VCC - VCES ? VCC ILm max ? VCC / RL 用图解法分析 8.3.2 分析计算 t vCE1 t vEC2 最大不失真输出功率Pomax 实际输出功率Po 当然此时， vi 需足够大，有 Vim=Vom≈VCC + _ vi + _ ic1 _ VCC + VCC T1 T2 RL vo ic2 iL 由前面知， 1. 最大不失真输出功率Pomax （2）管耗PT 两管管耗 Vom=0→PT1=0 PT1是Vom的二次 函数 + _ vi + _ ic1 _ VCC + VCC T1 T2 RL vo ic2 iL 单个管子管耗 （3）电源供给的功率PV 当 （4）效率? 当 线性关系 ≈1.27Pomax ——直流电源供给的最大功率 η ∝Vom——线性关系 =?max 2RL Vom2 + = 例： 已知：VCC=25V，RL=4? ， 求：(1)当Vi=12V时，电路中的Po、PT1、P2T、PV、η。 由Vi=12V→ Vim= Po = PT1 = P2T=2PT1 =31. 6W PV= Po + P2T =67.7W η= + _ vi +