模擬電子技術(shù)1.OCL功率放大電路——目

錄——1

甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路2

復(fù)合管（達(dá)林頓管）3OCL功率放大電路舉例問題導(dǎo)航如果考慮三極管的死區(qū)電壓，乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路輸出波形怎樣？iC2圖1

乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路圖2

交越失真波形圖結(jié)論：當(dāng)輸入電壓小于三極管死區(qū)電壓時(shí)，三極管截止，引起的失真稱為交越失真。甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路當(dāng)u

=0，

T

、T

微導(dǎo)通。D1、D2給T

、T1i12提供靜態(tài)電壓當(dāng)ui>0：u

正半周，T

導(dǎo)通，T

截止。i12電流通路為：+V

→T

→R

→地。LCC1uo

≈ui當(dāng)ui<0：u

負(fù)半周，T

導(dǎo)通，T

截止。1圖3

甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路i2電流通路為：地→R

→T

→-V2LCC。uo

≈uiUU

=

BE3

(R

+

R

)CE312R2圖4

UBE倍增電路復(fù)合管（達(dá)林頓管）復(fù)合管的組成：多只三極管合理連接等效成一只三極管。目的：增大電流放大倍數(shù)β，減小前級(jí)驅(qū)動(dòng)電流；改變?nèi)龢O管類型。NPN+NPNNPN+PNPNPNPNP

+PNPPNPPNPPNP

+NPNNPN圖5

常見復(fù)合管連接復(fù)合管（達(dá)林頓管）復(fù)合管組成規(guī)則：(1)應(yīng)保證三極管內(nèi)接的兩只管腳電流方向一致；(2)復(fù)合管型號(hào)與第一只三極管型號(hào)相同；(3)

1

2；(4)r

=r

+

(1+

)r

。bebe11be2復(fù)合管（達(dá)林頓管）

復(fù)合管連接舉例：圖7

錯(cuò)誤連接的復(fù)合管圖6

錯(cuò)誤連接的復(fù)合管接有泄放電阻的復(fù)合管：

I減小2

CEO1泄放電阻圖8

接泄放電阻的復(fù)合管OCL功率放大電路舉例T1—構(gòu)成前置激勵(lì)級(jí)電路放大管，調(diào)節(jié)Rp1可以調(diào)節(jié)E點(diǎn)電位為零，Is是電流源負(fù)載。T4、R2、R3、RP2

—構(gòu)成電壓倍增電路，克服交越失真T2、T3—構(gòu)成NPN型復(fù)合管T5、T6—構(gòu)成PNP型復(fù)合管ER6—穿透電流泄放電阻R7—使

T2、T5輸入電阻平衡R10、R11

—過流保護(hù)電阻，能夠穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)、大小只有零點(diǎn)幾歐RL

—負(fù)載電阻圖9

OCL功率放大電路本課小結(jié)1、掌握甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路組成及工作原理；2、理解交越失真概念，掌握電壓倍增電路與復(fù)合管；3、會(huì)定性分析各個(gè)元器件的作用。2.功率放大電路概述——目

錄——1

功率放大電路特點(diǎn)2

功率放大電路主要技術(shù)指標(biāo)3

功率放大電路分類4

乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路問題導(dǎo)航放大電路：1、三種基本放大電路：共射、共集、共基2、級(jí)聯(lián)放大電路小信號(hào)放大大信號(hào)放大3、差動(dòng)放大電路4、功率放大電路，簡(jiǎn)稱功放功率放大電路特點(diǎn)功率放大電路：以最小的失真，最高的效率向負(fù)載提供盡可能最大的輸出功率的放大器，稱為功率放電路，簡(jiǎn)稱功放。功放既不是單純追求輸出大電壓，也不是單純追求輸出大電流，而是追求在電源電壓確定的情況下，輸出盡可能大功率，效率要高，非線性失真要小，功放管安全。功率放大電路主要技術(shù)指標(biāo)1.最大輸出功率功率放大電路提供給負(fù)載的信號(hào)功率稱為輸出功率，用Po表示。1==U

表示輸出電壓幅值，I

表示輸出電流幅值。omom022

2如果輸入信號(hào)幅值足夠大，負(fù)載可獲得的最大交流功率，稱為最大輸出功率，用Pom表示。1U

表示最大不失真輸出電壓幅值，I

表示最omm==omm大不失真輸出電流幅值。022

22.最高效率負(fù)載得到的有用信號(hào)最高功率P

與對(duì)應(yīng)的電源提供的直流功率P

的比值稱為最omD大效率，用表示

表示，

＝P

/P

，比值越大，效率越高。maxmaxomD3.非線性失真系數(shù)THD三極管的非線性引起放大電路輸出波形失真，這種失真稱為非線性失真。我們用非線性失真系數(shù)THD描述，普通擴(kuò)音機(jī)功放的THD不得大于1%。功率放大電路分類在放大電路中，若輸入信號(hào)為正弦波時(shí)，根據(jù)晶體管在信號(hào)整個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通角度分類可分為：iCiCiCIcmICQICQIcmIIcmCQOO

t

2

tO2

2

t甲類(=2

)

乙類(=)

甲乙類(

<

<2

)圖1

功率放大電路分類低頻功放工作在甲類或甲乙類。乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路一、電路組成及工作原理T

、T

均截止，V

=V

=01

2

B

E靜態(tài)分析：T1動(dòng)態(tài)分析：不考慮三極管的開啟電壓。B+uiE+uou

正半周，T

導(dǎo)通，T

截止。2i1RLT2電流通路為：+V

→T

→R

→地。CC

1

L?iC2??VCCuo

≈ui圖2

乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路u

負(fù)半周，T

導(dǎo)通，T

截止。1結(jié)論：兩只三極管交替工作，稱為互補(bǔ)管，每只管子導(dǎo)通半個(gè)周期。i2電流通路為：地→RL→T2→-VCC。uo

≈ui乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路二、基本參數(shù)及功率管選擇=

=

?1.最大不失真輸出電壓與電流峰值分別為：()?CE(sat))1212(212L===

2.最大輸出功率：3.電源供給功率CC022L22=+VCC交流最大輸出功率時(shí)的直流電源功率：T1LPOM

=

=

78.5%

實(shí)際效率約為60%4.效率++maxPD4uiuoRL??T2?VCC圖3

乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路5.最大管耗值+VCCT1每只管子最大管耗為：0.2Pom+u6.選管原則：參數(shù)要有一定的冗余量I

＞V

/RCM

CC

L+iRLu?o?T2?VCCPCM＞0.2

Pom圖4

乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路U

＞2V(BR)CEOCC本課小結(jié)1、功率放大電路是放大大信號(hào)，要求輸出功率大，效率高，非線性失真??；2、低頻功率放大電路有甲類、乙類、甲乙類功放電路；3、乙類互補(bǔ)對(duì)稱電路兩只三極管交替工作，每只管子導(dǎo)通半個(gè)周期，但負(fù)載獲得全周期信號(hào)。3.整流電路——

目

錄

——123半波整流電路全波整流電路橋式整流電路問題導(dǎo)航怎樣獲得直流電源？除電池與直流發(fā)電裝置外，一般使用直流電源將交流電轉(zhuǎn)換為直流電電源變壓器整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路+220V~50Hz直流輸出uo-整流：將交流變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓；濾波：將脈動(dòng)的直流電壓變?yōu)槠交闹绷麟妷?；穩(wěn)壓：將平滑的直流電壓變?yōu)楹愣ǖ闹绷麟妷?。半波整流電路一、半波整流原理uiD變壓輸出電壓波形2π4πR+0+πππ3πt220V~ωI

=IDuuOoi--uO負(fù)載的電壓波形變壓輸出：ui

=

2U

sin(ωt)02π3π4πωt1ππ∫負(fù)載電壓：

uO

=2U

sin(ωt)d

(ωt)=

0.45UIO20負(fù)載的電流波形U0回路電流：I

=

I

=

0.452π3π

4πωtDOR全波整流電路uiU1二、全波整流原理變壓輸出電壓波形0π2π3π4πωtωtωtD1U2220V~+R+uuOi1u-o--負(fù)載的電壓波形0雙繞組變壓器uππ2π3π

4πi2+D2IO兩組二極管交替導(dǎo)通負(fù)載的電流波形02π3π4π橋式整流電路三、橋式整流原理ui變壓輸出電壓波形2π4π正弦波0πππ3π3π3πωtωtωt正半周++RD1

D2uuiD3

D4o--uO220V~負(fù)載的電壓波形02π4π4π正弦波負(fù)半周IO-+RD1

D2D3

D4uiu-負(fù)載的電流波形+o02π220V~橋式整流電路橋式整流電路結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)整流橋簡(jiǎn)繪整流橋集成整流橋﹢~~

-參數(shù)分析二極管參數(shù)根據(jù)二極管電流的平均值和它所承受的最大反向電壓來選擇二極管的型號(hào)二極管的正向平均電流與負(fù)載平均電流的關(guān)系：UR全波整流橋式整流UUR半波整流

I

=

I

=

0.45I

=

0.45

,

I

=

0.9DODOR二極管承受的最大反向電壓：UU半波整流全波整流2π4π2π4π橋式整流00π3πωtπ3πωtU

=

2

2UU

=

2UR

maxR

max變壓器副邊負(fù)峰值電壓變壓器副邊峰峰值電壓本課總結(jié)半波整流電路全波整流電路橋式整流電路負(fù)載電壓平均值負(fù)載電流平均值二極管電流平均值二極管最高反向電壓電路類型半波整流全波整流橋式整流uo=0.45UIo=0.45U/RI

=I

=0.45U/R2UDoI

=0.5I

=0.45U/RUuo

=0.9UIo=0.9U/RIo=0.9U/R2

2Douo

=0.9UI

=0.5I

=0.45U/RU2Do4.濾波電路——

目

錄

——12電容濾波電路其他形式濾波電路問題導(dǎo)航直流電源組成電源變壓器整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路+220V~50Hz直流輸出uo-整流：將交流變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓；濾波：將脈動(dòng)的直流電壓變?yōu)槠交闹绷麟妷?；穩(wěn)壓：將平滑的直流電壓變?yōu)楹愣ǖ闹绷麟妷?。電容濾波電路電容濾波電路電容濾波電路如下，濾波電容的容值較大，一般采用電解電容器實(shí)現(xiàn)。D1D3D2D4+RL++220V~50HzuiuoC1---橋式整流電容濾波電路電容濾波電路電容濾波原理變壓波形

ui分析C接入、RL未接入時(shí)輸出波形：0ttD1D3D2D4++設(shè)t1時(shí)刻接通電源220V~50HzuiuoRLC1--充電結(jié)束保持uo負(fù)載波形uo整流電路為電容充電0負(fù)載開路時(shí)電容將保持輸出電壓不變tt電容濾波電路電容濾波原理變壓波形

ui分析C、RL均接入時(shí)輸出波形：0tD1D3D2D4++220V~50Hz輸入＜輸出電容放電uiuoRLC1--重復(fù)充電放電過程t1

t2

t3負(fù)載波形uo輸入＞輸出電容充電0負(fù)載接入時(shí)濾波電容反復(fù)充放電相較于整流輸出的脈動(dòng)幅度減小t輸入＞輸出電容再充電電容濾波電路整流二極管的導(dǎo)通角變壓波形

ui僅整流電路輸出電壓大于Uc時(shí)，才有充電電流0t因此，各整流二極管中的電流是脈沖波的形式。二極管導(dǎo)通有充電電流D1D3D2D4++負(fù)載波形uo220V~50HzuiuoRLC1--0t二極管的導(dǎo)通角

θ

<π電容濾波電路波形及輸出電壓當(dāng)RLC=∞

時(shí)：uo=

20.9U<uo

<0.9Uuo??

=

??0當(dāng)

RLC為有限值時(shí)：t0.9

?

<

??

<

??RLC越大u

越大，常?。簎

=

1.2UooT2為獲得良好濾波效果，一般?。篟LC

≥

(3~5)考慮電網(wǎng)電壓波動(dòng)，電容的耐壓值應(yīng)大于：1.1

2U其他形式濾波電路LC

-

Π

型濾波1.

電感濾波電路3.

LC

-

Π

型濾波電路電感濾波LL220V~50Hz220V~50HzCC2.

LC濾波電路LC濾波4.

RC

-

Π

型濾波電路RC

-

Π

型濾波LR220V~50Hz220V~50HzCCC本課總結(jié)電容濾波電路：電容濾波需在整流電路后加入濾波電容實(shí)現(xiàn)；未接負(fù)載時(shí)，電容將保持整流峰值電壓不變；接入負(fù)載后，電容循環(huán)充放電減小脈動(dòng)幅度；整流管并非一直導(dǎo)通，導(dǎo)通角小于周期一半。其他形式濾波電路：電感濾波電路、LC濾波電路；LC

-

Π

型濾波電路、

RC

-

Π

型濾波電路。5.穩(wěn)壓電路——

目

錄

——123集成穩(wěn)壓器基礎(chǔ)集成穩(wěn)壓器型號(hào)集成穩(wěn)壓器應(yīng)用問題導(dǎo)航直流電源組成電源變壓器整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路+220V~50Hz直流輸出uo-整流：將交流變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓；濾波：將脈動(dòng)的直流電壓變?yōu)槠交闹绷麟妷?；穩(wěn)壓：將平滑的直流電壓變?yōu)楹愣ǖ闹绷麟妷?。固定式集成穩(wěn)壓器固定式集成穩(wěn)壓器集成穩(wěn)壓器又叫集成穩(wěn)壓電路，將不穩(wěn)定的直流電壓轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電壓的集成電路，

常見的集成穩(wěn)壓器為三端結(jié)構(gòu)，輸出電壓為固定值。79XX系列78XX系列三端固定輸出穩(wěn)壓器實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)電源的穩(wěn)壓>管腳1：接地端口>管腳2：輸入端口>管腳3：輸出端口79XX三端固定輸出穩(wěn)壓器實(shí)現(xiàn)對(duì)正電源的穩(wěn)壓>管腳1：輸入端口>管腳2：接地端口>管腳3：輸出端口78XX穩(wěn)壓器穩(wěn)壓器1

2

3GND

UI

UO1

2

3UI

GND

UO固定式集成穩(wěn)壓器三端固定式集成穩(wěn)壓器型號(hào)78XX系列7805：+5V、7812：+12V7905：-5V、

7912：-12V電壓參數(shù)79XX系列數(shù)字表示輸出電壓字母表示輸出電流7XLXX：

輸出額定電流

100

mA7XMXX：輸出額定電流

500

mA7X

XX：輸出額定電流

1.5

A78XX系列79XX系列電流參數(shù)固定式輸出集成穩(wěn)壓器正電源穩(wěn)壓應(yīng)用對(duì)正電源的穩(wěn)壓，通過78XX系列三端固定穩(wěn)壓器實(shí)現(xiàn)，電路如下：防止短路損壞器件穩(wěn)壓電路電源變壓器整流電路

濾波電路D0D1~478XX穩(wěn)壓器7815213220V~50Hz+u

=

15VOC1C2C3C4-470μF

0.1μF100μF

0.1μF1

2

3UI

GND

U消除電感防止自激改善輸出瞬態(tài)響應(yīng)O固定式集成穩(wěn)壓器負(fù)電源穩(wěn)壓應(yīng)用對(duì)負(fù)電源的穩(wěn)壓，通過79XX系列三端固定穩(wěn)壓器實(shí)現(xiàn)，電路如下：電源變壓器整流電路

濾波電路穩(wěn)壓電路D1~4C20.1μFC3C4220V~50Hz+100μF

0.1μF79XX穩(wěn)壓器u

=

-15VO-C1470μF1237915消除電感防止自激改善輸出瞬態(tài)響應(yīng)1

2

3D0GND

UI

UO防止短路損壞器件注意電容與二極管連接方向管腳排布不同集成穩(wěn)壓器使用三端穩(wěn)壓器的使用注意事項(xiàng)：78XX穩(wěn)壓器79XX穩(wěn)壓器1.

檢查穩(wěn)壓器的管腳連接是否正確，不同器件接法不同；2.

檢查是否安裝了防自激電容與保護(hù)二極管，實(shí)現(xiàn)保護(hù)；3.

檢查輸出電流，是否會(huì)超過穩(wěn)壓器的最大輸出值；4.

檢查輸入電壓，是否會(huì)超過穩(wěn)壓器的最高耐壓值；5.

輸入電壓要大于輸出電壓，裝散熱器確保不過熱；本課總結(jié)三端固定式穩(wěn)壓器：78XX為正電源穩(wěn)壓，

79XX為負(fù)電源穩(wěn)壓；78XX/79XX之后，數(shù)字表示電壓，字母表示電流；需要特別注意78XX與79XX的管腳排布順序；穩(wěn)壓電路需要配合防自激電容與保護(hù)二極管。6.可調(diào)式穩(wěn)壓電路——

目

錄

——12可調(diào)式穩(wěn)壓器型號(hào)可調(diào)穩(wěn)壓電路應(yīng)用問題導(dǎo)航如何實(shí)現(xiàn)任意的穩(wěn)壓值？7905：-5V7805：+5V78XX穩(wěn)壓器79XX穩(wěn)壓器7912：-12V7812：+12V.

.

..

.

.缺點(diǎn)：穩(wěn)壓值都固定不變，可選的型號(hào)也有限如果我需要“6.2V”的穩(wěn)壓輸出，怎么辦？可調(diào)式穩(wěn)壓器型號(hào)可調(diào)式集成穩(wěn)壓器可調(diào)式集成穩(wěn)壓器的輸出電壓可變，通過外部電路結(jié)構(gòu)來設(shè)置具體的輸出電壓值，也采用了三端的結(jié)構(gòu)，基準(zhǔn)電壓Uref

均為1.25V。CW137/237/337CW117/217/317三端可調(diào)輸出穩(wěn)壓器實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)電源的穩(wěn)壓>管腳1：調(diào)整端口>管腳2：輸入端口>管腳3：輸出端口CW

x37三端可調(diào)輸出穩(wěn)壓器實(shí)現(xiàn)對(duì)正電源的穩(wěn)壓>管腳1：調(diào)整端口>管腳2：輸出端口>管腳3：輸入端口CW

x17穩(wěn)壓器穩(wěn)壓器1

2

3ADJ

UI

UO1

2

3ADJ

UO

UI可調(diào)式穩(wěn)壓器型號(hào)可調(diào)式集成穩(wěn)壓器的型號(hào)CW317LM317LM337國(guó)產(chǎn)型號(hào)進(jìn)口型號(hào)CW337CW開頭國(guó)產(chǎn)型號(hào)LM開頭進(jìn)口型號(hào)尾綴字母表示電流CW3X7L

：

輸出額定電流

100

mACW3X7M：輸出額定電流

500

mACW3X7

：輸出額定電流

1.5

ACW317XCW337X電流參數(shù)可調(diào)穩(wěn)壓電路應(yīng)用正電源穩(wěn)壓應(yīng)用對(duì)正電源的可調(diào)穩(wěn)壓，通過CW317三端可調(diào)穩(wěn)壓器實(shí)現(xiàn)，電路如下：D1防止短路損壞器件調(diào)整輸出電壓計(jì)算：防止短路損壞器件出電壓UCW3171=REFuoR1

+

R2R2R132R1120Ω+u=

1.25

(1+

)+uD2R1io--C1C2R2C3C4本例：R1=120ΩC010μF470μF

0.1μF2KΩ

100μF

0.1μF當(dāng)：R2調(diào)到0Ω，

uo=1.25V當(dāng)：R2調(diào)到2KΩ，uo=

20.8V輸出范圍：

1.25V

<uo<20.8V消除電感防止自激消除電感防止自激改善輸出瞬態(tài)響應(yīng)可調(diào)穩(wěn)壓電路應(yīng)用負(fù)電源穩(wěn)壓應(yīng)用對(duì)負(fù)電源的可調(diào)穩(wěn)壓，通過CW337三端可調(diào)穩(wěn)壓器實(shí)現(xiàn)，電路如下：調(diào)整輸出電壓消除電感防止自激輸出電壓計(jì)算：Uuo

=-REFR1

+

R2R2R2C3C4C1C2C0R12KΩ

100μF

0.1μF470μF

0.1μF10μF+u+u=

-1.25

(1+

)R1io--R1120ΩD231本例：R1=120Ω2CW337當(dāng)：R2調(diào)到0Ω，

uo=-1.25V當(dāng)：R2調(diào)到2KΩ，

uo=-20.8V輸出范圍：

-1.25V

<uo<-20.8V防止短路損壞器件改善輸出瞬態(tài)響應(yīng)防止短路損壞器件D1總結(jié)可調(diào)式穩(wěn)壓器及其電路：CW317為正電源穩(wěn)壓，

CW337為負(fù)電源穩(wěn)壓；注意區(qū)分CW317與CW337的管腳排布順序；穩(wěn)壓電路通過外接的電阻值設(shè)置輸出電壓值；特別注意穩(wěn)壓器輸入電壓與輸出電壓的關(guān)系。7.雙電源電路——

目

錄

——123雙電源的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)雙電源的整流優(yōu)化雙電源的電路實(shí)現(xiàn)問題導(dǎo)航單電源與雙電源前面涉及電源，只能輸出一路正電源或一路負(fù)電源，不能滿足雙電源需求！D11D1~4僅能輸出單路正電源7815213220V~50Hz+uOC1C2C3C4-470μF

0.1μF220μF

0.1μF僅能輸出單路負(fù)電源D5~8C7C8220V~50Hz+220μF

0.1μFuOC5470μFC60.1μF1-23如何改進(jìn)出能夠同時(shí)輸出正負(fù)電壓雙電源7915D12雙電源的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)雙電源的概念能夠同時(shí)輸出正電源與負(fù)電源的雙通道電源，一般為正負(fù)電壓對(duì)稱D11正電源輸出D1~4D5~8+UO7815213220V~50Hz相對(duì)于接地點(diǎn)為正電壓+uOC1C2C3C4-470μF

0.1μF220μF

0.1μF電源接地點(diǎn)0雙電源的0電位基準(zhǔn)C7C8220V~50Hz+220μF

0.1μFuOC5470μFC60.1μF1-負(fù)電源輸出23-UO7915相對(duì)于接地點(diǎn)為負(fù)電壓D12雙電源的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)正負(fù)雙電源結(jié)構(gòu)采用雙輸出繞組變壓器、雙整流橋，合并公共地回路的正負(fù)雙電源正電源整流正電源濾波正電源穩(wěn)壓D11正電源輸出雙繞組變壓器7815+uO13+2+u-D1~4i1uC1C2C3C4O1-470μF

0.1μF220μF

0.1μF220V~50Hz中心接地點(diǎn)C5C6C7C8470μF

0.1μF220μF

0.1μF++u-u-D5~8i2O21負(fù)電源輸出23-uO7915負(fù)電源整流負(fù)電源濾波負(fù)電源穩(wěn)壓D12雙電源的整流優(yōu)化思考一個(gè)問題uiU1可否再減少一組整流橋？變壓輸出電壓波形0π2π3π4πω