第5章功率放大电路案例.ppt

* * 5.1 功率放大电路的一般问题 5.2 乙类双电源互补对称功率放大器 5.3 甲乙类互补对称功率放大器 一、功率放大电路的特点及主要研究对象 二、功率放大电路提高效率的主要途径 功率放大电路：要求获得一定的不失真的输出功率。 电压放大电路：要求负载得到不失真的电压信号。 通常在大信号下工作，一般采用图解法进行分析。 讨论的问题是： ⑴要求输出功率尽可能大。 ⑵效率要高。 ⑶非线性失真要小。 ⑷功率管的散热问题 功率大→Vo、Io大→发热 讨论的主要指标：电压增益（?v），输入、输出电阻（Ri ,Ro ）　　输出功率不一定大。分析方法：小信号模型分析法 一、 功率放大电路的特点及主要研究对象 比较 在一周期内ic ﹥0，最大效率50％ 甲类放大 放大电路的三种工作状态 vC E Q ic ICQ ωt ICQ ic IC Q ﹥IC M IC M 工作点下移 二、 功率放大电路提高效率的主要途径 O O 放大电路的三种工作状态 甲乙类放大 在一周期内有半个周期以上ic ﹥0 ICQ ic ωt vCE Q ic ICQ ICM ICQ ﹤ ICM 工作点下移 O O 乙类放大 放大电路的三种工作状态 在一周期内只有半个周期ic ﹥0，最大效率78.5％ ICQ ic ωt ICM Q ic vCE ICQ=0 虽然提高了效率，但出现了严重的波形失真， 需要改进电路——既不失真，又要高效率 O O 5.2.1 电路组成 5.2.2 分析计算 5.2.3 BJT的选择 vi= 0 时，为静态 vi正半周时，T1导通,T2截止 5.2.1 电路组成 vi负半周时，T2导通，T1截止 vi t o vo t o 5.2.2 分析计算 （1）输出功率 Po（为有效值） 当管子饱和导通时，Vom= Vcc - VCES ≈ Vcc 最大输出功率 Pomax L 2 om L om om o 2 2 2 = R V R V V o o I V P = = （2）管耗PT 单个管子在一个周期内的平均管耗 两管管耗 管压降 输出电压 流过管子的电流 管耗 输出功率 （3）电源供给的功率 PV （4）效率? 5．2．3功率BJT的选择 1.最大管耗和最大输出功率的关系 管耗PT1是输出电压幅值Vom的函数（用求极值的方法求解） 令 ，则 故 具有最大管耗 则每管最大管耗和电路的最大输出功率具有如下的关系： PT1m≈0.2Pom＝20％Pom　 5．2．3功率BJT的选择 要得到最大输出功率，BJT的参数必须满足下列条件： ⑴每只BJT的最大允许管耗必须大于PT1m≈0．2Pom； ⑵考虑到当T2导通时，－VCES2≈0,此时VCE1具有最大值，且等于2VCC。因此，应选用∣V（BR）CEO∣＞2VCC的管子； ⑶通过 BJT 的最大集电极电流为 VCC/RL，所选 BJT 的 ICM 一般不宜低于此值。 例5．2．1 2.功率BJT的选择 一.问题的提出 二.克服交越失真的措施 iL vi -VCC T1 T2 vo +VCC RL 一。问题的提出 vi vo 死区电压 交越失真 二、克服交越失真的措施 5.3.1 甲乙类双电源互补对称电路 5.3.2 甲乙类单电源互补对称电路 1. 利用二极管进行偏置的双电源互补对称电路 T3组成前置放大级， T1.T2组成互补输出级 静态时，在D1、 D2上产生的压降为T1、T2提供了一个适当的偏压，使之处于微导通状态。 有信号时，工作在甲乙类， 基本实现线性放大 缺点：电位难调 Re3 Rc3 +VCC -VCC VO vi RL T1 T2 T3 D1 D2 只要适当调节R1、 R2的比值， 就可改变T1 、 T2的偏压值 2。利用uBE扩大电路进行偏置的双电源互补对称电路 Re3 Rc3 +VCC -VCC VO vi RL T1 T2 T3 R1 R2 T4 流入T4的基极电流远小于 流过R1、R2的电流 UCE4=UBE4（R1+R2）/R2 ic1 ic2 采用一个电源的 互补对称偏置电路 T3组成前置放大级， T1.T2组成互补输出级 静态时调节R1﹑和R2 ，为T1、 T2提供了一个适当的偏压 VK = VC = VCC / 2 信号负半周时，T1导通，C充电 信号正半周时，T2导通，C放电。 Rc Re +Vcc VO RL T1 T2 T3 D1 D2 C1 + b3 R2 R1 b2 b1 Ce C + K D Vi