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    功率放大电路课件.pptx

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    功率放大电路课件.pptx

    5.1 功率放大电路的几个问题,5.1.1 功率放大电路的特点及主要技术指标(1) 输出功率要足够大 最大输出功率POM是指在正弦输入信号下,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。,5.1 功率放大电路的几个问题5.1.1 功率放大电路的,(2)效率要高 (3)尽量减小非线性失真(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,(2)效率要高,5.1.2 功率放大电路工作状态的分类 功率放大电路按其晶体管导通时间的不同,可分为甲类、乙类、甲乙类和丙类等。 四类功放的工作状态示意图如图5.1所示。,5.1.2 功率放大电路工作状态的分类,图5.1 四类功率放大电路工作状态示意图,图5.1 四类功率放大电路工作状态示意图,5.2 几种常见的功率放大电路,5.2.1 OCL乙类互补对称功率放大电路1.电路组成和工作原理 VT1、VT2分别为NPN型和PNP型晶体管,要求VT1和VT2管特性对称,并且正负电源对称。,5.2 几种常见的功率放大电路5.2.1 OCL乙类互补,图5.2 OCL乙类互补对称功率放大电路,图5.2 OCL乙类互补对称功率放大电路,电路在静态时管子不取电流,而在有信号时,VT1和VT2轮流导电,交替工作,使流过负载RL的电流为一完整的正弦信号。由于两个不同极性的管子互补对方的不足,工作性能对称,所以这种电路通常称为互补对称式功率放大电路。,电路在静态时管子不取电流,而在有信号时,VT,图5.3 电压和电流波形图,图5.3 电压和电流波形图,2.性能指标估算 OCL乙类互补对称功率放大电路的图解分析如图5.4所示。,2.性能指标估算,图5.4 OCL乙类互补对称功率放大电路的图解分析,图5.4 OCL乙类互补对称功率放大电路的图解分析,(1)输出功率Po(2)效率(3)单管最大平均管耗PT1max,(1)输出功率Po,3.选管原则 (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T2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。,3.选管原则,5.2.2 OCL甲乙类互补对称功率放大电路 在输入电压较小时,存在一小段死区,此段输出电压与输入电压不存在线性关系,产生了失真。由于这种失真出现在通过零值处,故称为交越失真。交越失真波形如图5.5所示。,5.2.2 OCL甲乙类互补对称功率放大电路,图5.5 互补对称功率放大电路的交越失真,图5.5 互补对称功率放大电路的交越失真,为减小交越失真,改善输出波形,通常设法使晶体管在静态时有一个较小的基极电流,以避免当ui幅度较小时两个晶体管同时截止。如图5.6所示。,为减小交越失真,改善输出波形,通常设法使晶,图5.6 典型OCL甲乙类互补对称功放电路,图5.6 典型OCL甲乙类互补对称功放电路,由图5.7还可以看出,此时每管的导通时间略大于半个周期,而小于一个周期,故这种电路称为OCL甲乙类互补对称功率放大电路。,由图5.7还可以看出,此时每管的导通时间略大,图5.7 OCL甲乙类互补对称功放电路波形图,图5.7 OCL甲乙类互补对称功放电路波形图,5.2.3 OTL甲乙类互补对称功率放大电路 无输出变压器电路、OTL(Output Transformer Less)电路。 OTL功放的工作原理与OCL功放相同。只要把图5.4中Q点的横坐标改为UCC/2,并用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。,5.2.3 OTL甲乙类互补对称功率放大电路,图5.8 典型OTL甲乙类互补对称功率放大电路,图5.8 典型OTL甲乙类互补对称功率放大电路,5.2.4 采用复合管的互补功率放大电路 由复合管组成的互补功率放大电路如图5.9所示。图中,要求VT3和VT4既要互补又要对称,对于NPN型和PNP型两种大功率管来说,一般比较难以实现。,5.2.4 采用复合管的互补功率放大电路,图5.9 复合管互补对称电路,图5.9 复合管互补对称电路,为此,最好选VT3和VT4是同一型号的管子,通过复合管的接法来实现互补,这样组成的电路称为准互补电路,如图5.10所示。,为此,最好选VT3和VT4是同一型号的管子,通过,图5.10 准互补对称电路,图5.10 准互补对称电路,5.3 D类功率放大电路简介,晶体管D类功率放大电路由两个晶体管组成,它们轮流导电来完成功率放大任务。控制晶体管工作于开关状态的激励电压波形可以是正弦波,也可以是方波。晶体管D类功率放大电路有两种类型的电路:一种是电流开关型;另一种是电压开关型。它们的典型电路分别如图5.11、5.12所示。,5.3 D类功率放大电路简介 晶体管D类功率,图5.11 电流开关型,图5.11 电流开关型,图5.12 电压开关型,图5.12 电压开关型,在电流开关型电路中,两管推挽工作,电源UCC通过大电感L供给一个恒定电流ICC。两管轮流导电(饱和),因而回路电流方向也随之轮流改变。 在电压开关型电路中,两管是与电源电压UCC串联的。,在电流开关型电路中,两管推挽工作,电源UCC,5.4 集成功率放大器及其应用,集成功放的种类很多,从用途划分,有通用型功放和专用型功放。从芯片内部的构成划分,有单通道功放和双通道功放。从输出功率划分,有小功率功放和大功率功放等。,5.4 集成功率放大器及其应用 集成功放的,1.LM386内部电路 LM386电路简单,通用性强,是目前应用较广的一种小功率集成功放。它具有电源电压范围宽、功耗低、频带宽等优点,输出功率0.30.7W,最大可达2W。 LM386的内部电路原理图如图5.13所示,图5.14所示是其引脚排列图,封装形式为双列直插。,1.LM386内部电路,图5.13 LM386内部电路原理图,图5.13 LM386内部电路原理图,图5.14 LM386引脚排列图,图5.14 LM386引脚排列图,2.LM386的典型应用电路 图5.15所示为LM386的典型应用电路。,2.LM386的典型应用电路,图5.15 LM386典型应用电路,图5.15 LM386典型应用电路,

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