第27講功率放大電路-ppt課件

1、第二十七講第二十七講 功率放大電路功率放大電路一、概述二、互補輸出級的分析計算一、概述一、概述1. 功率放大電路研討的問題功率放大電路研討的問題 1 性能目的：輸出功率和效率。性能目的：輸出功率和效率。 假設知假設知Uom，那么可得，那么可得Pom。L2omomRUP 最大輸出功率與電源損耗的平均功率之比為效率。最大輸出功率與電源損耗的平均功率之比為效率。 2 分析方法：因大信號作用，故應采用圖解法。分析方法：因大信號作用，故應采用圖解法。 3 晶體管的選用：根據(jù)極限參數(shù)選擇晶體管。晶體管的選用：根據(jù)極限參數(shù)選擇晶體管。 在功放中，晶體管經(jīng)過的最大集電極或射極電流接近在功放中，晶體管經(jīng)過的最大

2、集電極或射極電流接近最大集電極電流，接受的最大管壓降接近最大集電極電流，接受的最大管壓降接近c-e反向擊穿電反向擊穿電壓，耗費的最大功率接近集電極最大耗散功率，任務在壓，耗費的最大功率接近集電極最大耗散功率，任務在盡限形狀。盡限形狀。2. 對功率放大電路的要求對功率放大電路的要求根據(jù)直流任務點的位置不同，放大器的任務形狀可分為1A類方式：晶體管在信號的整個周期內(nèi)均處于導通形狀2B類方式：晶體管僅在信號的半個周期處于導通形狀3AB類方式：晶體管在信號的多半個周期處于導通形狀4C類方式：晶體管在信號的小半個周期處于導通形狀1在電源電壓一定的情況下，最大不失真輸出電壓最在電源電壓一定的情況下，最大不

3、失真輸出電壓最大，即輸出功率盡能夠大。大，即輸出功率盡能夠大。2效率盡能夠高，因此電路損耗的直流功率盡能夠小，效率盡能夠高，因此電路損耗的直流功率盡能夠小，靜態(tài)時功放管的集電極電流近似為靜態(tài)時功放管的集電極電流近似為0。3 3、晶體管的任務方式、晶體管的任務方式iCt0iCuBEQ(a)0放大器的任務形狀A類(導通角為360);B類(導通角為180);C類(導通角180)iCt0iCuBEQ(b)20iCt0iCuBEQ(c)0 3、晶體管的任務方式A類任務時非線性失真雖小，但效率太低，無論有無信號時，電源供應功率不變，當無信號時，這些功率全部轉(zhuǎn)化為無用的管耗。B類任務時非線性失真雖大(波形只

4、需半周)，但效率卻很高，只需我們在電路構(gòu)造上加以彌補，非線性失真是可以減小的，所以，在功率放大器中大多采用B類或接近B類的AB類任務形狀。C類任務方式主要用于高頻功率放大器中。1 1變壓器耦合功率放大電路變壓器耦合功率放大電路 單管甲類電路單管甲類電路 輸入信號增大，輸出功率如何變化？輸入信號增大，輸出功率如何變化？ 輸入信號增大，管子的平均電流如何變化？輸入信號增大，管子的平均電流如何變化？ 輸入信號增大，電源提供的功率如何變化？效率如何變化？輸入信號增大，電源提供的功率如何變化？效率如何變化？4. 功率放大電路的種類功率放大電路的種類適宜做功放嗎？適宜做功放嗎？LLRnR2n=N1/N2。

5、假設RL太小，那么要求RLRL，于是n1，變壓器為降壓變壓器；反之，假設RL太大，那么要求RLRL，n1。知RL和最正確RL，即可確定變壓比n的值，從而得到幅值較大的輸出電壓和輸出電流得到較大的輸出功率。ICQ由RB偏置電阻決議。假設變壓器是理想的，那么直流任務點電壓UCEQ=UCC，直流負載線為一垂直線，而交流負載線經(jīng)過Q點，其斜率為(-1/RL)，輸出電壓的幅值近似可達UCC。 1 1變壓器耦合功率放大電路變壓器耦合功率放大電路單管甲類電路單管甲類電路變壓器耦合的作用變壓器耦合的作用電源提供的功率：電壓為電源提供的功率：電壓為VCC，平均電流為，平均電流為ICQ，故，故PV=VCCICQC

6、QCCCQCQCCVIVtdtIIVP20sin211 1變壓器耦合功率放大電路變壓器耦合功率放大電路單管甲類電路單管甲類電路功率、效率功率、效率PV是一個固定不變的值，與信號的有無或大小均無關(guān)。負載得到的最大交流功率假設變壓器無損耗RL中電壓、電流的最大幅值為VCC、ICQCQCCCQCCIVIVP2122om效率：效率： =50% =50%。當信號為零時，電源功率全部變。當信號為零時，電源功率全部變?yōu)楣芎臑楣芎囊翌愅仆祀娐芬翌愅仆祀娐沸盘柕恼胫苄盘柕恼胫躎1導通、導通、T2截止；負半周截止；負半周T2導通、導通、T1截止。截止。兩雖然子交替任務，稱為兩雖然子交替任務，稱為“ 推挽推挽

7、。設。設 為常量，那么負載為常量，那么負載上可獲得正弦波。輸入信號越大，電源提供的功率也越大。上可獲得正弦波。輸入信號越大，電源提供的功率也越大。2CESCComUVUiBBEu02OTL電路電路 2CCEBIVUUu靜態(tài)時，輸入電壓的正半周：輸入電壓的正半周：VCCT1CRL地地 C 充電。充電。輸入電壓的負半周：輸入電壓的負半周： C 的的 “T2地地RL C “ C 放電。放電。C 足夠大，才干以為其對交流信號相當于短路。足夠大，才干以為其對交流信號相當于短路。OTL電路低頻特性差。電路低頻特性差。2)2(CESCComUVU因變壓器耦合功放笨重、本身損耗大，因變壓器耦合功放笨重、本身損

8、耗大，頻帶窄。去掉變壓器，構(gòu)成頻帶窄。去掉變壓器，構(gòu)成OTLOTL電路。電路。3 OCL電路電路輸入電壓的正半周：輸入電壓的正半周：VCCT1RL地地輸入電壓的負半周：輸入電壓的負半周：地地RL T2 VCC兩雖然子交替導通，兩路電源交替供電，雙向跟隨。兩雖然子交替導通，兩路電源交替供電，雙向跟隨。2CESCComUVU靜態(tài)時，靜態(tài)時，UEQ UBQ0。4BTL電路電路 輸入電壓的正半周：輸入電壓的正半周：VCC T1 RL T4地地輸入電壓的負半周：輸入電壓的負半周：VCC T2 RL T3地地22CESCComUVU是雙端輸入、雙端輸是雙端輸入、雙端輸出方式，輸入信號、負出方式，輸入信號、

9、負載電阻均無接地點。載電阻均無接地點。管子多，損耗大，使管子多，損耗大，使效率低。效率低。單電源，無電容。單電源，無電容。幾種電路的比較幾種電路的比較 二、互補輸出級的分析估算二、互補輸出級的分析估算求解輸出功率和效率的方法求解輸出功率和效率的方法:然后求出電源的平均功率，然后求出電源的平均功率，CCC(AV)VVIP效率效率VomPP1. 輸出功率輸出功率2CESCComUVUL2CESCCom2)(RUVPL2omomRUP在知在知RL的情況下，先求出的情況下，先求出Uom，那，那么么2. 效率效率LCESCCCCCC 0 LCESCCV)(2 ) d( sin1RUVVtVtRUVPL2

10、CESCCom2)(RUVPCCCESCC4 VUV3. 晶體管的極限參數(shù)晶體管的極限參數(shù)CEO(BR)CCmaxCE2UVuCMLCCmaxCIRVi2221 d sin) sin(21OMCCLOMLOM 0 OMCCTUVRUttRUtUVP在輸出功率最大時，因管壓降最小，在輸出功率最大時，因管壓降最小，故管子損耗不大；輸出功率最小時，故管子損耗不大；輸出功率最小時，因集電極電流最小，故管子損耗也不因集電極電流最小，故管子損耗也不大。大。管子功耗與輸出電壓峰值的關(guān)系管子功耗與輸出電壓峰值的關(guān)系L22CCTmax RVPomom2TmaxL2CComCES2 . 0220PPPRVPU，則

11、若因此，選擇晶體管時，因此，選擇晶體管時，其極限參數(shù)其極限參數(shù)L2CCmaxTCMCCmaxCECEO(BR)LCCmaxCCM22 . 02RVPPVuURViI將將UOM代入代入PT的表達式，可得的表達式，可得PT對對UOM求導，并令其為求導，并令其為0，可得，可得CCCCOM 6 . 02VVU2221OMCCLOMTUVRUP1. 指出圖中放大電路部分；指出圖中放大電路部分；2. 闡明電路中能否引入了級間反響，是直流反響還是交流反響，假設為交流闡明電路中能否引入了級間反響，是直流反響還是交流反響，假設為交流負反響那么闡明其反響組態(tài)；負反響那么闡明其反響組態(tài)；3. 最大輸出功率和效率的表達式；最大輸出功率和效率的表達式；4. 闡明如何估算在輸出最大功率時輸入電壓的有效值；闡明如何估算在輸出最大功率時輸入電壓的有效值；5. 闡明闡明D1D3和和RW的作用，的作用，C1C4的作用；的作用；6. 闡明哪些元件構(gòu)成過流維護電路及其原理。闡明哪些元件構(gòu)成過流維護電路及其原理。討