内容简介 本章主要讲述功率放大电路的基本原理和基本分析方法。重点掌握功率放大电路的有关基本概念:晶体管的甲类、乙类和甲乙类工作状态,最大输出功率,转换效率,交越失真等;掌握OCL的工作原理,并估算最大输出功率和效率;正确理解功率放大电路的组成原则,了解功放管的选择方法。
5.1 功率放大电路概述 1. 功率放大电路的特点 特点 功率放大电路是一种能够向负载提供足够大的功率的放大电路。因此,要求同时输出较大的电压和电流。 管子工作在接近极限状态。 一般直接驱动负载,带载能力要强。 要解决的问题 (1)提高转换效率:在电源电压确定的情况下,输出尽可能大的输出功率; (2)减小失真:工作于大信号状态容易产生非线性失真。 (3)功放管的保护:管子工作在接近极限状态。
思考题:功率放大电路与前面介绍的电压放大电路有本质上的区别吗? 主要技术指标 (1)最大输出功率Pom :在电路参数确定的情况下负载可能获得的最大交流功率。 (2)转换效率 :最大输出功率与电源提供的功率之比,即 分析方法 工作于大信号状态,功放管的非线性不可忽略,宜采用图解分析法。 思考题:功率放大电路与前面介绍的电压放大电路有本质上的区别吗? 无本质的区别,都是能量的控制与转换。不同之处在于,各自追求的指标不同:电压放大电路追求不失真的电压放大倍数;功率放大电路追求尽可能大的不失真输出功率和转换效率。
采用甲乙类工作状态最合适,因为甲类效率太低,丙类失真太大,乙类会产生交越失真。 思考题:功率放大电路中电源的功率除了提供给负载外,其余的消耗在什么地方? 提高功放效率的根本途径是减小功放管的功耗。 2. 晶体管的工作状态 三极管根据正弦信号整个周期内的导通情况,可分为几个工作状态: 采用甲乙类工作状态最合适,因为甲类效率太低,丙类失真太大,乙类会产生交越失真。 甲类: = 360° 乙类: = 180° 甲乙类:180°< < 360° 思考题:功放中的功放管采用哪种工作状态最合适? 丙类: < 180°
3. 功放的几种基本电路形式 变压器耦合乙类推挽功率放大电路 优点:可以实现阻抗变换。 缺点:体积庞大、笨重、消耗有色金属,且效率较低(变压器损耗),低频和高频特性都差。
无输出电容(OCL)乙类互补对称功率放大电路 优点:直接耦合,频率特性好。 缺点:双电源供电。
无输出变压器(OTL)乙类互补对称功率放大电路 静态时:基极电位为Vcc/2,由于电容C 的容量足够大,若初始电压为0,则基极电压通过T1管发射结向电容C充电,直至近似为Vcc/2为止。 输入信号正半周电源Vcc向T1管供电;输入信号负半周,电容C上存储的电压Vcc/2向T2管供电。 优点:单电源供电。 缺点:低频特性差。
5.2 互补功率放大电路 1. OCL功率放大电路的组成及工作原理 OCL电路的交越失真 仿真 仿真 思考题: ui可以从A或B点接入吗?
小 结 本讲主要介绍了以下基本内容: 功率放大电路的特点和组成原则:输出尽可能大的不失真信号功率和具有尽可能大的转换效率; 小 结 本讲主要介绍了以下基本内容: 功率放大电路的特点和组成原则:输出尽可能大的不失真信号功率和具有尽可能大的转换效率; 晶体管的工作状态:甲类、乙类和甲乙类。 OCL电路的工作原理、交越失真、最大输出功率、效率的计算。 功放管的选择
5.2 互补功率放大电路 1. OCL功率放大电路的组成及工作原理 Next Home OCL电路的交越失真 仿真 仿真 因为在ui 为0时,晶体管已经处于微导通状态,其导通角大于180o,所以晶体管处于甲乙类工作状态。 思考题: ui可以从A或B点接入吗? Next Home
2. OCL电路的输出功率和效率
3. OCL电路中晶体管的选择 最大管压降: 集电极最大电流: 集电极最大功耗: 思考题: 集电极最大功耗是负载获得最大功率时的管耗吗?是负载功率为0 时的管耗吗?
功放管的选择原则: