现代电子技术基础.ppt

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1、第七章 功率放大电路,本章重点,OTL功率放大器；,功率放大器的任务与技术指标；,甲类、乙类、甲乙类功放电路的特点,OCL功率放大器,本章难点：,功放电路的分析,目 录,一、功放电路的任务及功率晶体管的特点 二、常见的几种功放电路 三、集成功率放大器及其应用四、本章小节,返回主目录,一、功放电路的任务及功率晶体管的特点,1、功率放大电路的任务是在信号失真允许的范围内，尽可能输出足够大的信号功率,2、功率放大电路的组成,2、功率放大电路的组成：电子设备中的放大器一般由前置放大器和功率放大器组成，如图7-1所示。前置放大器的主要任务是不失真地提高输入信号的电压或电流的幅度，而功率放大器的任务，即不

2、但要输出大的信号电压，还要输出大的信号电流，以满足负载正常工作的要求,各部分作用前置放大器：是不失真地提高输入信号的电压或电流的幅度功率放大器：放大功率，驱动设备,3、功率放大电路的主要技术指标,输出功率：功放电路根据负载要求向负载提供的有用信号功率。,效 率,管 耗,最大输出功率:,功放电路中，工作点在大范围内变动，输出波形的非线性失真大。,放大电路输出给负载的功率与直流电源所提供的功率之比,功放电路中直流电源提供的功率除了供给负载外，其它部分主要被功率管所消耗，这部分功率称为管耗,非线性失真,5、分析功放电路应注意的问题,功放管的安全使用注意极限参数功放管的散热问题管子的效率问题尽量减少失

3、真的问题,4、功率晶体管的特点,工作在极限状态，解决散热问题及过压过流保护,5、分析方法,图解法,6、复合管,组成：两个或两个以上的晶体管按照一定的方式组成，可等效成一只高电流放大系数的晶体管,复合管的特点：等效的晶体管于复合管的第一只晶体管类型相同复合管的电流放大系数等于各管的放大系数之积,复合管的作用：对信号源提供较低电流，可输出较大电流可实现异型管子的配对，参数一致性好,由两只三极管组成复合管 及等效晶体管,等效原则,等效的晶体管与复合管的第一只晶体管类型相同,本节小结,在信号失真允许的范围内，尽可能输出足够大的信号功率,1、功率放大电路的任务,2、功率放大电路的特点,功放管工作在极限状

4、态，考虑管子的安全性，分析方法采用图解法,3、晶体管功放电路注意的问题,功放管的安全使用注意极限参数功放管的散热问题管子的效率问题尽量减少失真的问题,4、复合管,提高管子的电流放大系数,等效的晶体管于复合管的第一只晶体管类型相同,作业,自测1-1、2、4、5,3-1、2，6,返回本章目录,二、常见的几种功放电路,1、功放电路按静态工作点的不同可分为,甲类功放,甲乙类功放,乙类功放,A、甲类功放,失真小，整个周期内均有电流，效率低，用于小功率放大电路中；,(1)静态工作点位置,在放大区的中间,(2)电路的特点,B、乙类功放,在放大区与截止区的交线上,静态工作点位置,电路的特点,一半时间无电流，效

5、率最高；存在交越失真；需两个管子完成对信号一个周期的放大,造成交越失真的原因,管子导通有压降,C、甲乙类功放,在靠近截止线的放大区内,静态工作点位置,电路的特点,半个多周期时间内有电流；效率较高，可消除交越失真；需要两个管子才能成对信号的放大。,2、按功放电路输出信号与负载的耦合方式分类,A、变压器耦合功放电路,波形,变压器耦合功放电路的特点,两只同型管子轮流导通负载的电流，实现阻抗匹配,体积大、笨重、低高频特性不好，易振荡，单电源供电,本节小结,1、功率放大器的分类,A、按静态工作点位置的不同功放可分为,甲类、乙类、甲乙类,甲类特点,Q位置在放大器中间，只需一只管子，一个周期都有电流，效率最

6、低。,乙类特点,Q位置在截止区交点，需二只管子，半个周期内有电流，效率最高。克服导通压降有交越失真,甲乙类特点,Q位置比乙类略有上升，需二只管子，半个周期内有电流，效率最高。克服了交越失真。,B、按输出信号与负载的耦合方式不同分为,变压器耦合功放、OCL、OTL功放电路,变压器耦合功放,通过变压器的倒相作用，两只同型管子轮流导通 提供负载的电流，单电源供电。能实现阻抗匹配有利于信号传输。但低高频特性不好，易振荡。体积大、重量重。,作 业,自测1-6、7 2-1、2、8、9、10练习1,返回本章目录,B、OCL互补对称式功率放大电路,(1)电 路及波形,两只互补对称异型管,(3)电 路特点,工作

7、在乙类状态，存在交越失真,采用正负对称双电源,(2)工作过程,两只管子轮流导通在负载上得到与输入信号相似波形,(4)OCL参量 计算,1)输出功率,乙类功放最大输出电压为电源电压Vcc,2)直流电源提供的功率,每只管子渡过的电流平均值,3)最高效率,4)每只管子的管耗,每只管子的最大管耗,管耗最大时输出功率并不为最大,(5)功率晶体管的选择,解：,举例,最大 不失真输出电压幅度,最大 输出功率,电源供给功率,每只管子的管耗,功率晶体管的选择,OCL改进电路OCL甲乙类互补对称功率放大电路,电 路及波形,电 路特点,采用两只互补对称管,克服了交越失真,采用正负对称双电源,工作在甲乙类，利用两只二

8、极管和小电阻提供的电压，提高Q的位置,C、OTL互补对称式功率放大电路,电 路及波形,电 路特点,采用两只互补异型对称管,采用单电源,工作在甲乙类克服了交越失真,C替代OCL中的负电源,无输出变压器,工作过程分析,管子实际工作电压为,OTL电路与OCL电路性能指标估算结果的比较,性能指标 OCL功放电路 OTL功放电路,0.2 Pom,0.2 Pom,78.5%,78.5%,最大输出电压（Uomm）,最大输出功率（Pom）,电源供给功率（PDC）,单管管耗（PC1m）,最大理论效率（）,对功率管的要求,返回本章目录,本节小结,1、OCL(无输出电容)互补对称式功率放大电路,采用两只异型管轮流导

9、通提供负载电流，因此需双电源。为了克服交越失真，应采用甲乙类工作状态,输出电压忽略管压降最大约为Vcc，这是计算功放参数、选择功放管子的主要依据,2、OTL(无输出变压器)互补对称式功率放大电路,采用两只异型管轮流导通提供负载电流，没有变压器对输入信号实现倒相作用，采用方便的单电源供电，输出端需接一大电容充当VT2管的电源。实际上每只管子的工作电压为电源电压的一半。为了克服交越失真，应采用甲乙类工作状态,输出电压忽略管压降最大约为Vcc/2，这是计算功放参数、选择功放管子的主要依据,作业,自测1-8，2-3、4、6、7、9、10练习 1、4,返回本章目录,三、集成功率放大器及其应用,1、集成功

10、放电路的分类,按用途分,通用型功率放大电路,专用型功率放大电路,按芯片内部结构分,单通道功率放大电路,双通道功率放大电路,从输出功率分,小 功率放大电路,大功率放大电路,2、集成攻放的特点,功耗小、稳定性高、失真小、保护电路全,LM386内部电路图(了解),LM386引脚排列图(了解),3、LM386小功率通用型集成功放,LM386的应用电路图,集成电路的学习要求,了解内部电路，通过查集成电路手册了解管脚排列，能根据电路原理图连接电路，分析典型应用电路的 功能。,工作原理分析,调整放大倍数,C2作用,组成阻容吸收回路保护感性负载，改善音质,输出信号，隔断直流,功能,实现对音频信号的放大,R1、

11、C1作用,去耦，防止电路自激,R2、C4作用,C3作用,二、TDA2616/Q中功率集成功率放大电路（了解）,a)管脚排列 b)单电源供电应用电路 c)双电源供电应用电路,三、“傻瓜”型集成功放（了解）,a)1006内部电路框图 b)1006组成otl功率放大电路,“傻瓜”功放模块175的典型应用,四、BTL功率放大器,四只管子组成 桥式推挽功放,1、BTL功率放大电路的组成,单电源供电,工作过程,动态时,RL两端电压为零,动态时 RL上得到的最大输出电压为Vcc,静态时,结论,静态时,无输出,动态时,同等下输出功率是OCL、OTL的四倍,输出与负载直接,本节小结,1、集成功放电路的分类,按用

12、途分,通用型功率放大电路,专用型功率放大电路,按芯片内部结构分,单通道,双通道功率放大电路,从输出功率分,小 功率放大电路,大功率,2、集成攻放的特点,功耗小、稳定性高、失真小、保护电路全,4、BTL功放低电源情况下输出较大的功率，应用较多,了解内部电路，通过查集成电路手册了解管脚排列，能根据电路原理图连接电路，分析典型应用电路的 功能。,3、集成电路的学习要求,作业,自测13,返回本章目录,本章小节,1.功率放大器的任务是向负载提供符合要求的交流功率，因此主要考虑的是失真度要小，输出功率要大，损耗要小，效率要高。主要技术指标是输出功率、管耗、效率、非线性失真等。2.提高功率放大电路输出功率的途径是提高直流电源电压，应选用耐压高、允许工作电流大、耗散功率大的功率管。3.互补对称功率放大电路（OCL、OTL）是由两个管型相反的射极输出器组合而成，功率三极管工作在大信号状态；为了解决功率三极管的互补对称问题，利用复合管可获得大电流增益和较为对称的输出特性。4、集成功放是当前功率放大器的发展方向,返回本章目录,