10章 功率放大电路

模拟电子技术功率放大电路第10章10.1互补对称功率放大电路10.2实际功率放大器10.3集成功率放大器及其应用模拟电子技术10.1互补对称功率放大电路10.1.1功率放大电路的特殊问题10.1.3甲乙类互补对称功率放大电路10.1.2乙类双电源互补对称功率放大电路模拟电子技术一、功率放大电路的特点10.1.1功率放大电路的特殊问题1、要有足够的输出功率cecmaxoUIP+VCCRLC1+RBuce=uocemcm21UIS设“Q”设置在交流负载线中点VCCICuCEiCOtiCOQIcmUcem模拟电子技术CCVCCCCCCPiVIVCCmaxomaxV/25%PPS42、效率高3、管耗要小CCCVOPPP4、散热要好5、非线形失真小6、分析方法只能用图解法CCoV/PP模拟电子技术二、提高效率的途径甲类(2)tiCOIcm2ICQtiCOIcm2ICQ乙类()tiCOIcmICQ2甲乙类(2)动画演示模拟电子技术QuCEiCOtiCOQQ乙类工作状态失真大，静态电流为零，管耗小，效率高。甲乙类工作状态失真大，静态电流小，管耗小，效率较高。甲类工作状态失真小，静态电流大，管耗大，效率低。模拟电子技术10.1.2乙类双电源互补对称功率放大电路(OCL)(OCL—OutputCapacitorless)一、电路组成及工作原理RLV1V2+VCC+ui+uoVEEui0V1导通V2截止iC1io=iE1=iC1,uO=iC1RLui0V2导通V1截止iC1io=iE2=iC2,uO=iC2RLui=0V1、V2截止模拟电子技术二、电路的分析计算1、输出功率的计算21122omOomomLUPIUR212ccCESOMLVUPR212ccOMLVPR模拟电子技术2、效率的计算CCoV/PP2012CCVCCcPVidt01sin2CCCComCComVCComLVIVUPVItdtR22CCCCCComVVLVUPPR212omOLUPR4omCCUV模拟电子技术理想的效率78.5%4m3、管耗的计算11120011()()22OVCECCCOLUPuidtVUdtR10sin11sin()24omCComomVCComLLUtVUUPVUtdtRR24CComomVLVUUPR模拟电子技术计算最大损耗112VCComomLdPVUdUR2CComVU21210.2CCVoMMLVPPR两个的最大损耗0.4VoMMPP模拟电子技术PCM0.2PomU(BR)CEO2VCCICMVCC/RLRLV1V2+VCC+ui+uoVEE4、选管的原则模拟电子技术问题：当输入电压小于死区电压时，三极管截止，引起交越失真。交越失真输入信号幅度越小失真越明显。三、存在的主要问题模拟电子技术例10.1.1已知：VCC=VEE=24V，RL=8，忽略UCE(sat)求Pom以及此时的PDC、PC1，并选管。)W(36822422LCC2omRVP[解]PDC=2V2CC/RL=2242//(8)=45.9(W)RLV1V2+VCC+ui+uoVEE模拟电子技术)(21oDCC1PPP=0.5(45.936)=4.9(W))W(2.7362.0m1CPU(BR)CEO48VICM24/8=3(A)可选：U(BR)CEO=60100VICM=5APCM=1015W模拟电子技术一、甲乙类双电源互补对称功率放大电路给V1、V2提供静态电压tiC0ICQ1ICQ2克服交越失真思路：电路：RLRV3V4V1V2+VCC+ui+uoVEEV5交越失真动画演示10.1.3甲乙类互补对称功率放大电路模拟电子技术当ui=0时，V1、V2微导通。当ui0(至)，V1微导通充分导通微导通；V2微导通截止微导通。当ui0(至)，V2微导通充分导通微导通；V1微导通截止微导通。模拟电子技术二、复合管互补对称放大电路1.复合管(达林顿管)目的：实现管子参数的配对ib1(1+1)ib1(1+1)(1+2)ib1=(1+1+2+12)ib112rbe=rbe1+(1+1)rbe22(1+1)ib11ib1ibicie(1+2+12)ib1V1V2模拟电子技术V1V2NPN+NPNNPNV1V2PNP+PNPPNPV1V2NPN+PNPNPNV1V2PNP+NPNPNP模拟电子技术构成复合管的规则：1)B1为B，C1或E1接B2，C2、E2为C或E；2)应保证发射结正偏，集电结反偏；3)复合管类型与第一只管子相同。模拟电子技术V1V2练习：接有泻放电阻的复合管：V1V2ICEO12ICEO1R泻放电阻减小模拟电子技术10.2实际功率放大器10.2.3单电源供电的OTL功率放大电路10.2.2采用集成运放的OCL准互补功率放大电路10.2.1OCL准互补功率放大电路10.2.4集成功率放大电路模拟电子技术10.2.1OCL准互补功率放大电路模拟电子技术模拟电子技术10.2.2采用集成运放的OCL准互补功率放大电路模拟电子技术10.2.3单电源供电的OTL功率放大电路模拟电子技术10.3集成功率放大器及其应用引言10.3.2DG810集成功放及其应用10.3.3TD2040集成功放及其应用10.3.1LM386集成功放及其应用模拟电子技术组成：前置级、中间级、输出级、偏置电路特点：输出功率大、效率高有过流、过压、过热保护引言模拟电子技术10.2.1LM386集成功放及其应用1.典型应用参数：直流电源：412V额定功率：660mW带宽：300kHz输入阻抗：50k12348765引脚图模拟电子技术2.内部电路1.8开路时，Au=20(负反馈最强)1.8交流短路Au=200(负反馈最弱)电压串联负反馈模拟电子技术V1、V6：V3、V5：V2、V4：射级跟随器，高Ri双端输入单端输出差分电路恒流源负载V7~V12：功率放大电路V7为驱动级(I0为恒流源负载)V11、V12用于消除交越失真V8、V10构成PNP准互补对称模拟电子技术3.典型应用电路模拟电子技术LM3861234785RPC1C2C3C4C5C610F36k10F100F220F0.1F810.047F+VCC6输出电容(OTL)频率补偿，抵消电感高频的不良影响防止自激等调节电压放大倍数模拟电子技术10.2.2DG810集成功放及其应用—标准音频功率放大功率大、噪声小、频带宽、工作电源范围宽、有保护电路输出电容输入偏置交流负反馈频率补偿，防自激等自举电容频率补偿防自激等VCC=15V时输出功率6W+VCCuiC9R1R4C2DG81011294785C1C8C7C4C5C65F100k.01F100F1000pF0.1F4564700pF10100F100F100R3R21000F100FC101电源滤波模拟电子技术10.2.3TD2040集成功放及其应用特点：输出短路保护、自动限制功耗、有过热关机保护参数：直流电源：2.5~20V开环增益：80dB功率带宽：100kHz输入阻抗：50k输出功率：22W(RL=4)双电源(OTL)应用电源滤波频率补偿防自激等输出功率可大于15W交流电压串联负反馈R1C2220k68022FR3R2ui12435C1C7C3C4C5C61F22k220F220F0.1F45+VCC(16V)20400.01F0.1FVEE(16V)R4大电容滤除低频成分小电容滤除高频成分35.33680/220001uAdB30lg20uA模拟电子技术单电源(OTL)应用：交流电压串联负反馈使U1=0.5VCCC268022FR4ui435C1C6C3C4C5C71F22k2.2F220F0.1F45+VCC(16V)0.01FR6R522k22k22kR2R321R1204035430dB模拟电子技术1.功率管的工作类型类别特点Q点波形甲类无失真Q较高ICQ较大Q较高甲乙类有失真效率高ICQ小Q较低乙类失真大效率最高ICQ=0Q最低tiCOICQiCOICQttiCOICQ2.OCL和OTL功放电路的特性模拟电子技术OCLOTL优点缺点主要公式结构简单，效率高，频率响应好，易集成结构简单，效率高，频率响应好，易集成，单电源双电源，电源利用率不高输出需大电容，电源利用率不高最大输出功率LCC2om21RVPLCC2om81RVP直流电源消耗功率cmCCE2IVPcmCCE1IVP效率%5.78理想%5.78理想最大管耗omC1m2.0PPomC1m2.0PP