電工學(xué)第九章功率放大器.ppt

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第九章功率放大器 教學(xué)時(shí)數(shù) 5學(xué)時(shí)重點(diǎn)與難點(diǎn) 1 掌握功率放大電路的計(jì)算 2 理解OTL OCL電路工作原理 3 了解集成功放的應(yīng)用 9 1功率放大電路概述 功率放大電路通常是在大信號(hào)狀態(tài)下工作 是以輸出較大功率為目的的放大電路 為了獲得一定的不失真的輸出功率 它要求 輸出功率盡可能大 效率要高 非線(xiàn)性要小 考慮管子的散熱問(wèn)題 9 1概述 三極管的工作狀態(tài) 9 2乙類(lèi)雙電源互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功率放大電路 一 電路組成及工作原理 當(dāng)輸入信號(hào)處于正半周時(shí) T1管導(dǎo)電 有電流通過(guò)負(fù)載RL 方向由上到下 與假設(shè)方向相同 當(dāng)輸入信號(hào)為負(fù)半周時(shí) T2管導(dǎo)電 有電流通過(guò)負(fù)載RL 方向由下到上 與假設(shè)正方向相反 于是兩個(gè)三極管一個(gè)正半周 一個(gè)負(fù)半周輪流導(dǎo)電 在負(fù)載上將正半周和負(fù)半周合成在一起 得到一個(gè)完整的不失真波形 當(dāng)輸入信號(hào)足夠大 使Vim Vom Vcem VCC VCES VCC Iom Icm時(shí) 可獲得 二 參數(shù)計(jì)算 1 輸出功率 T1 T2工作在射極輸出器狀態(tài) AV 1 2 三極管的管耗PT 對(duì)一只三極管 3 電源功率PV 直流電源提供的功率包括負(fù)載得到的功率和T1 T2管消耗的功率兩部分 當(dāng)輸出電壓幅度達(dá)到最大 即Vom VCC時(shí) 則得電源供給的最大功率為 4 效率 當(dāng)Vom VCC時(shí)效率最大 4 78 5 5 大功率三極管輸出特性曲線(xiàn)的分區(qū) 在大功率三極管的輸出特性中 除了與普通三極管一樣分有放大區(qū) 飽和區(qū) 截止區(qū)外 從使用和安全角度還分有 三極管的極限工作區(qū) 過(guò)電流區(qū)是由最大允許集電極電流確定的 超過(guò)此值 將明顯下降 過(guò)電壓區(qū)由c e間的擊穿電壓V BR CEO所決定 過(guò)損耗區(qū)由集電極功耗PCm所決定 過(guò)流區(qū) 過(guò)壓區(qū) 過(guò)損區(qū) 三 甲乙類(lèi)互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功率放大電路 輸入信號(hào)很小時(shí) 達(dá)不到三極管的開(kāi)啟電壓 三極管不導(dǎo)電 因此在正 負(fù)半周交替過(guò)零處會(huì)出現(xiàn)一些非線(xiàn)性失真 這個(gè)失真稱(chēng)為交越失真 動(dòng)畫(huà)17 3 解決交越失真的方法 給三極管稍加一點(diǎn)偏置 使之工作在甲乙類(lèi) 利用三極管恒壓源提供偏置 利用二極管提供偏置電壓 其它類(lèi)型互補(bǔ)功率放大電路 除了雙電源的標(biāo)準(zhǔn)互補(bǔ)功率放大電路外 還有一些其它類(lèi)型的互補(bǔ)功率放大電路 單電源互補(bǔ)功率放大電路采用復(fù)合管的互補(bǔ)功率放大電路集成功率放大器BTL互補(bǔ)功率放大電路雙通道功率放大電路 單電源互補(bǔ)功率放大電路 當(dāng)電路對(duì)稱(chēng)時(shí) 輸出端的靜態(tài)電位等于VCC 2 為了使負(fù)載上僅獲得交流信號(hào) 用一個(gè)電容器串聯(lián)在負(fù)載與輸出端之間 這種功率放大電路稱(chēng)為OTL互補(bǔ)功率放大電路 電容器的容量由放大電路的下限頻率確定 采用復(fù)合管的互補(bǔ)功率放大電路 當(dāng)輸出功率較大時(shí) 輸出級(jí)的推動(dòng)級(jí) 即末前級(jí)也應(yīng)該是一個(gè)功率放大級(jí) 此時(shí)往往采用復(fù)合管 復(fù)合管有四種形式 復(fù)合管的極性由前面的一個(gè)三極管決定 由NPN NPN或PNP PNP復(fù)合而成一般稱(chēng)為達(dá)林頓管 9 3集成功率放大器 集成功率放大器廣泛用于音響 電視和小電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方面 集成功放是在集成運(yùn)算放大器的電壓互補(bǔ)輸出級(jí)后 加入互補(bǔ)功率輸出級(jí)而構(gòu)成的 大多數(shù)集成功率放大器實(shí)際上也就是一個(gè)具有直接耦合特點(diǎn)的運(yùn)算放大器 它的使用方法原則上與集成運(yùn)算放大器相同 集成功放使用時(shí)不能超過(guò)規(guī)定的極限參數(shù) 極限參數(shù)主要有功耗和最大允許電源電壓 集成功放要加有足夠大的散熱器 保證在額定功耗下溫度不超過(guò)允許值 集成功放一般允許加上較高的工作電壓 但許多集成功放可以在低電壓下工作 適用于無(wú)交流供電的場(chǎng)合 此時(shí)集成功放電源電流較大 非線(xiàn)性失真也較大 BTL互補(bǔ)功率放大電路 BTL互補(bǔ)功率放大電路由兩路功率放大電路和反相比例電路組合而成 負(fù)載接在兩輸出端之間 兩路功率放大電路的輸入信號(hào)是反相的 所以負(fù)載一端的電位升高時(shí) 另一端則降低 因此負(fù)載上獲得的信號(hào)電壓要增加一倍 BTL放大電路輸出功率較大 負(fù)載可以不接地 雙通道功率放大電路 雙通道功率放大電路是用于立體聲音響設(shè)備的功率放大電路 一般有專(zhuān)門(mén)的集成功率放大器產(chǎn)品 它有一個(gè)左聲道功放和一個(gè)右聲道功放 這兩個(gè)功放的技術(shù)指標(biāo)是相同的 需要在專(zhuān)門(mén)的立體聲音源下才能顯現(xiàn)出立體聲效果 有的高級(jí)音響設(shè)備一個(gè)聲道分成二 三個(gè)頻段放大 有相應(yīng)的低頻段 中頻段和高頻段放大器