8功率放大电路全解

模拟电子技术基础第8章功率放大电路课后小结自测练习本章目录2020/11/5基本要求-1-第8章功率放大电路8.1功率放大电路的一般问题*8.2甲类放大的实例8.3乙类双电源互补对称功放电路8.4甲乙类互补对称功率放大电路模拟电子技术基础第8章功率放大电路课后小结自测练习本章目录2020/11/5基本要求-2-Step1Step3Step2Titleinhere电路组成Titleinhere指标计算Titleinhere工作原理正确理解功率放大电路的组成原则，掌握OTL、OCL的工作原理。正确估算功率放大电路的最大输出功率和效率，了解功放管的选择方法。熟悉集成功率放大电路的工作原理。基本要求本章教学基本要求模拟电子技术基础第8章功率放大电路课后小结自测练习本章目录2020/11/5基本要求-3-用作放大电路的输出级，以驱动执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、仪表指针偏转等。例：扩音系统功率放大电压放大信号提取思考：功率放大电路与前述电压放大电路有无本质区别？8功率放大电路模拟电子技术基础第8章功率放大电路课后小结自测练习本章目录2020/11/5基本要求-4-(1)功率放大电路的主要特点(2)要解决的问题大信号下工作直接驱动负载输出功率大提高效率减小失真功率管子的保护8.1功率放大电路的一般问题1.功率放大电路的特点及主要研究对象模拟电子技术基础第8章功率放大电路课后小结自测练习本章目录2020/11/5基本要求-5-Icuce输出功率大功放电路中电流、电压要求都比较大，必须注意管子的极限值:ICM,UCEM,PCMICMPCMUCEM(2)要解决的问题1.功率放大电路的特点及主要研究对象8.1功率放大电路的一般问题模拟电子技术基础第8章功率放大电路课后小结自测练习本章目录2020/11/5基本要求-6-效率：Pomax——负载上得到的交流信号功率PV——电源提供的直流功率电源提供的能量尽可能转换给负载，减少晶体管及线路上的损失。%100maxVoPP(2)要解决的问题1.功率放大电路的特点及主要研究对象提高效率8.1功率放大电路的一般问题模拟电子技术基础第8章功率放大电路课后小结自测练习本章目录2020/11/5基本要求-7-减小失真功率放大电路工作于电流、电压信号比较大的大信号下，必须注意防止波形失真。功率管子的保护功率放大电路工作于电流、电压信号比较大的大信号下，管子的损坏与保护不容忽视。集电结消耗功率较大，散热也是重要问题。8.1功率放大电路的一般问题(2)要解决的问题1.功率放大电路的特点及主要研究对象模拟电子技术基础第8章功率放大电路课后小结自测练习本章目录2020/11/5基本要求-8-降低静态功耗，即减小静态电流。根据正弦信号整个周期内三极管的导通情况，划分四种工作状态：%100maxVoPP甲类：一个周期内均导通，导通角等于360°乙类：导通角等于180°甲乙类：导通角大于180°丙类：导通角小于180°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甲类甲乙类乙类模拟电子技术基础第8章功率放大电路课后小结自测练习本章目录2020/11/5基本要求-9-甲类放大：放大电路的输出没有失真的工作方式。特点：管子导通角＝2，静态电流大于零，管耗大，效率低，用于小信号放大和驱动级。2t0CiCiBEvQCI工作点位置电流波形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模拟电子技术基础第8章功率放大电路课后小结自测练习本章目录2020/11/5基本要求-10-乙类放大：晶体管只在半个周期内工作的方式。特点：管子导通角＝，静态电流等于零，管耗小，效率高，用于功率放大电路。工作点位置电流波形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模拟电子技术基础第8章功率放大电路课后小结自测练习本章目录2020/11/5基本要求-11-甲乙类放大：两管导通时间均比半个周期大一些。特点：管子导通角＜＜2，静态电流很小，可提高效率、减小非线性失真，用于功率放大电路。工作点位置电流波形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模拟电子技术基础第8章功率放大电路课后小结自测练习本章目录2020/11/5基本要求-12-思考：前述几种工作状态中，静态功耗最小的是哪种？仅从带负载能力的角度来说，用哪种组态的电路作功率放大电路最合适？提高效率的途径：为了提高效率，降低静态工作点，减小静态电流，应使电路工作在乙类或甲乙类，但输出波形有很大失真。解决矛盾的方法是，采用互补对称或推挽式功率放大电路。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模拟电子技术基础第8章功率放大电路课后小结自测练习本章目录2020/11/5基本要求-13-互补对称功放的类型无输出变压器（OTL电路）无输出电容（OCL电路）OTL:OutputTransformerLessOCL:OutputCapacitorLess互补对称：电路中采用两支晶体管，NPN、PNP各一支；两管特性一致。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模拟电子技术基础第8章功率放大电路课后小结自测练习本章目录2020/11/5基本要求-14-8.3乙类双电源互补对称功率放大电路8.3.1电路组成8.3.2分析计算8.3.3功率BJT的选择模拟电子技术基础第8章功率放大电路课后小结自测练习本章目录2020/11/5基本要求-15-推挽式电路双电源供电OCL电路2.工作原理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。8.3.1电路组成1.电路组成模拟电子技术基础第8章功率放大电路课后小结自测练习本章目录2020/11/5基本要求-16-2）动态时：1）静态时：vi=0VT1、T2均不工作vo=0Vvi0VT1截止，T2导通vi0VT1导通，T2截止iL=ie1iL=ie2T1、T2两个晶体管都只在半个周期内工作，工作在乙类放大方式。无需隔直电容i8.3.1电路组成2.工作原理模拟电子技术基础第8章功率放大电路课后小结自测练习本章目录2020/11/5基本要求-17-1.输出功率Icm1Vcem1L2omLomomooo222=RVRVVIVPLCCLomomRVRVP222121实际输出功率Po：最大输出功率Pom：i8.3.2分析计算模拟电子技术基础第8章功率放大电路课后小结自测练习本章目录2020/11/5基本要求-18-单个管子在半个周期内的管耗)(d)(π21=π0CCET1tivP2.管耗PT两管管耗：)d(sin)sin(π21π0LomomCCtRtVtVV)d()sinsin(π21π02L2omLomCCttRVtRVV)4π(12omomCCLVVVRT2T1T=PPP)4π(22omomCCLVVVR)(d)(π21=π0LooCCtRvvV8.3.2分析计算模拟电子技术基础第8章功率放大电路课后小结自测练习本章目录2020/11/5基本要求-19-3.电源供给的功率PVToV=PPPLomCCπ2RVV当时，CComVVπ2L2CCVmRVP4.效率CComVo4π=VVPP当时，CComVV%78.54πL2omooo2=RVIVP)4π(22omomCCLTVVVRP8.3.2分析计算模拟电子技术基础第8章功率放大电路课后小结自测练习本章目录2020/11/5基本要求-20-1.最大管耗和最大输出功率的关系)4π(12omomCCLT1VVVRP当≈0.6VCC时具有最大管耗：CComπ2VV≈0.2PomL2CC2T1mπ1RVP——选管依据之一思考：输入信号越大，输出功率越大？8.3.3功率BJT的选择模拟电子技术基础第8章功率放大电路课后小结自测练习本章目录2020/11/5基本要求-21-2.功率BJT的选择每只BJT的最大允许管耗PCM必须大于PT1m0.2Pom；管子的|V(BR)CEO|2VCC；ICMVCC/RLIcuceICMPCMUCEM8.3.3功率BJT的选择模拟电子技术基础第8章功率放大电路课后小结自测练习本章目录2020/11/5基本要求-22-甲类甲乙类乙类8.3乙类双电源互补对称功率放大电路模拟电子技术基础第8章功率放大电路课后小结自测练习本章目录2020/11/5基本要求-23-乙类互补对称电路存在的问题交越失真8.3乙类双电源互补对称功率放大电路模拟电子技术基础第8章功率放大电路课后小结自测练习本章目录2020/11/5基本要求-24-8.4甲乙类互补对称功率放大电路8.4.1甲乙类双电源互补对称电路8.4.2甲乙类单电源互补对称电路模拟电子技术基础第8章功率放大电路课后小结自测练习本章目录2020/11/5基本要求-25-1.静态两管微导通，可克服交越失真2.动态工作情况二极管等效为恒压模型负半周：T1导通，T2截止正半周：T2导通，T1截止8.4.1甲乙类双电源互补对称电路模拟电子技术基础第8章功率放大电路课后小结自测练习本章目录2020/11/5基本要求-26-1.静态两管微导通，可克服交越失真2.动态工作情况二极管等效为恒压模型负半周：T1导通，T2截止，C充电正半周：T2导通，T1截止，C放电电容C可充当原来的－VCC，计算Po、PT、PV和PTm的公式须加以修正，以VCC/2代替原来公式中的VCC。8.4.2甲乙类单电源互补对称电路模拟电子技术基础第8章功率放大电路课后小结自测练习本章目录2020/11/5基本要求-27-小结在大信号下工作，通常采用图解法分析。重点是如何在允许失真的情况下，尽可能提高输出功率和效率。1.功率放大电路的特点2.乙类互补对称功率放大电路效率高。在理想情况下，最大效率为78.5%。工作在乙类状态时，器件的极限参数为：PT1m0.2Pom，|V(BR)CEO|2VCC，ICMVCC/RL3.单电源互补对称功率放大电路在计算输出功率、效率、管耗和电源供给的功率，可借用双电源互补对称电路的计算公式，但要用VCC/2代替原来公式中的VCC。