模块六 功率放大电路.ppt

知识点一 功率放大电路的几个问题 知识点二 几种常见的功率放大电路 模块六 功率放大电路 知识点一 功率放大电路的几个问题 （一） 功率放大电路的特点 及主要技术指标 功率放大电路有以下特点。 （1）输出功率要满足负载需要 Po=IoUo （6-1） （6-2） 最大输出功率POM是指在输入为正弦信号，输出波形不超过规定的非线性失真指标时，放大电路最大输出电压和最大输出电流有效值的乘积。 （2）效率要高 定义放大电路的效率为 （6-3） 式中，Po为信号输出功率，PE为直流电源向电路提供的功率。 （3）非线性失真尽量小 （4）分析估算采用图解法 （5）功放中晶体管常工作在极限状态 （二） 功率放大电路工作状态的分类 功率放大电路按其中晶体管导通时间的不同，可分为甲类、乙类、甲乙类和丙类等。 在输入信号的一个周期内，甲类功放中晶体管始终工作于导通状态；乙类功放电路中晶体管仅在半个周期内导通；甲乙类功放中晶体管导通时间大于半周而小于全周；丙类功放电路的特征是晶体管导通时间小于半个周期。 图6.1 四类功率放大电路工作状态示意图 知识点二 几种常见的功率放大电路 （一） OCL乙类互补对称功率放大电路 1．电路组成和工作原理 OCL（Output Capacitor Less，无输出电容电路）乙类互补对称功率放大电路如图6.2（a）所示。 图6.2 OCL乙类互补对称功率放大电路 2．性能指标估算 图6.3 电压和电流波形图 图6.4 OCL乙类互补对称功率放大电路的图解分析 （1）输出功率Po （6-4） 由图6.4可以看出，最大不失真输出电压 （6-5） 最大不失真输出电流 （6-6） 故最大不失真输出功率 （6-7） （2）效率? （6-9） 考虑正负两组直流电源提供给电路总的功率为 （6-10） 将式（6-4）、式（6-10）代入式（6-3）可得 （6-11） 当输出信号达到最大不失真输出时，效率最高，此时 （6-12） （6-13） （3）单管最大平均管耗PT1max （6-15） 3．功放管的选管原则 晶体管的参数必须满足下列条件： ① 每只晶体管的最大允许管耗（或集电极功率损耗）PCM必须大于PT1max=0.2Pomax； ② 考虑到当VT2接近饱和导通时，忽略饱和压降，此时VT1管的uCE1具有最大值，且等于2UCC，因此，应选用UCEO2UCC的管子； ③ 通过晶体管的最大集电极电流约为UCC/RL，所选晶体管的ICM一般不宜低于此值。 例6-1：功放电路如图6-2（a）所示，设UCC=12V，RL=8?，晶体管的极限参数为ICM=2A，UCEO=30V，PCM=5W。试求最大输出功率Pomax；并检验所给晶体管是否能安全工作。 解：由式（6-7）可求出 通过晶体管的最大集电极电流、c-e间最大压降和最大管耗分别为 Icm、Ucem和PT1max均分别小于极限参数ICM、UCEO和PCM，故晶体管能安全工作。 （二） OCL甲乙类互补对称功率放大电路 失真出现在信号通过零值处，称为交越失真。 交越失真波形如图6.5所示。 图6.5 互补对称功率放大电路的交越失真 图6.6 典型OCL甲乙类互补对称功放电路 图6.7 OCL甲乙类互补对称功放电路波形图 OCL甲乙类互补对称功放电路的最大输出功率和效率可近似采用OCL乙类互补对称功放电路的计算公式来进行估算。 （三） OTL甲乙类互补对称功率放大电路 OTL（Output Capacitor Less）电路。 用UCC/2取代OCL功放有关公式中的UCC，就可以估算OTL功放的各类指标。 图6.8 典型OTL甲乙类互补对称功率放大电路 （四） 采用复合管的互补功率放大电路