模电17(功率放大电路)案例分析.ppt

例： (2)当Vim=Vom≈VCC时，有Pomax 。 * 8.1 功率放大电路的一般问题 8.3 乙类双电源互补对称功率放大电路 8.4 甲乙类互补对称功率放大电路 *8.5 集成功率放大器 8.2 射极输出器——甲类放大的实例 8.1 功率放大电路的一般问题 2. 功率放大电路提高效率的主要途径 1. 功率放大电路的特点及主要研究对象 当多级放大电路所带的负载需要一定功率才能驱动时，电路的输出级应为功率放大电路。 1. 功率放大电路的特点及主要研究对象 (1) 功率放大电路的主要特点 共性：放大电路。（能量转换电路） 特性：以输出较大功率为目的。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。 1. 功率放大电路的特点及主要研究对象 (2) 出现的新问题（原因：大压流信号、大功率） 提高效率 减小失真 选管与管子的保护 效率：负载得到的有用功率/直流电源供给的总功率 输出功率大，效率问题变得重要。 失真vs 输出功率 选管依据：管耗、承受压流能力 保护：散热等 提高输出功率 2. 功率放大电路提高效率的主要途径 四种工作状态 根据正弦信号整个周期内三极管的导通情况划分 乙类：导通角等于180° 甲类：一个周期内均导通 甲乙类：导通角大于180° 丙类：导通角小于180° 提高效率的途径：降低静态功耗，即减小静态电流。 8.2 射极输出器——甲类放大的实例 不做要求，有兴趣者自学 8.3 乙类双电源互补对称功率放大电路 8.3.2 分析计算 8.3.1 电路组成 8.3.3 功率BJT的选择 降低Q点得到的乙类功放电路效率高，但失真严重，怎么办？ 8.3.1 电路组成 由一对NPN、PNP特性相同的互补三极管组成，采用正、负双电源供电。这种电路也称为OCL互补功率放大电路。 1. 电路组成 2. 工作原理 (2)动态时，两个三极管在信号正、负半周轮流导通，使负载得到一个完整的波形。 (1)静态时，两管均截止， IC1= IC2 =0——工作在乙类； 8.3.2 分析计算 大信号下工作——图解分析法 求解：vo、iL、vCE1,2 、iC1,2 为求解vo ，iL，先求解vCE1,2 ，iC1,2 1、vi0时 1)静态：Q点 2)动态： A、交流负载线 vCE1=VCC－iC1RL vo=VCC－vCE1 -vCE2=2VCC－vCE1 B、 vo=vi - 0.6≈vi 8.3.2 分析计算 iC2 vCE2 -VCC 2、vi0时 1)静态：Q点 2)动态： A、交流负载线； vCE2= -VCC－ (-iC2RL) vo= -VCC－vCE2 vCE1=2VCC - (-vCE2) B、 vo=vi – (-0.6) ≈vi 8.3.2 分析计算 合成曲线图解分析 1. 最大不失真输出功率Pomax 实际输出功率 8.3.2 分析计算 忽略VCES时 功率三角形：ΔABQ，面积越大，输出功率越大。 8.3.2 分析计算 单个管子在半个周期内的管耗 2. 管耗PT 两管管耗 3. 电源供给的功率PV 当 4. 效率? 当 8.3.2 分析计算 已知：电路同上，VCC=25V，RL=4? ， 求：(1)当Vi=12V时，电路中的Po、PT1、P2T、PV、η。 (2)Vim=？时，电路中有Pomax 。 并计算此时的Po、PT1、P2T、PV、η。 解： (1)由Vi=12V→ Vim= Po = PT1 = P2T=2PT1 =31. 6W PV= Po + P2T =67.7W η= * 8.3.2 分析计算 此时， － 1. 最大管耗和最大输出功率的关系 因为 8.3.3 功率BJT的选择 当 ≈0.6VCC 时具有最大管耗 ≈0.2Pom 选管依据之一 功率与输出幅度的关系 8.3.3 功率BJT的选择 ①集电极最大允许耗散功率：PCM＞PT1max = 0.2Pomax ②CE间反向击穿电压 ③集电极最大允许电流 2. 功率BJT的选择 8.3.3 功率BJT的选择 已知:Vcc=12V，RL=8Ω ，BJT的极限参数为ICM=2A， ∣V（BR）CEO ∣ =30V，PCM=5W 求：1）Pomax，并检验BJT能否正常工作； 2）η=0.6时的输出功率Po。 解： 1） 均小于BJT的极限参数，能正常工作。 2） 则， η=0.6 8.4 甲乙类互补对称功率放大电路 8.4.2 甲乙类单电源互补对称电路 8.