1、第九章功率放大電路、9.1功率放大電路概述、9.2互補(bǔ)功率放大電路、9.3功率放大電路的安全操作、9.4集成功率放大電路、9.1概述、9.1.1、功率放大電路的特性、9.1.2、功率放大電路的配置、能夠?yàn)樨?fù)載提供足夠信號(hào)功率的放大電路稱為功率放大電路。與小信號(hào)放大電路的區(qū)別：功率放大器不只是追求輸出高壓或單純輸出高電流，而是在確定電源電壓的情況下輸出盡可能多的功率。功率放大器電路要求：9.1.1功率放大器電路的特征，第一，主要技術(shù)指標(biāo)，1。最大輸出功率Pom、功率放大器電路提供給負(fù)載的信號(hào)功率稱為輸出功率。是交流電源，表達(dá)式是PoIoUo。最大輸出功率是確定回路參數(shù)時(shí)從負(fù)荷中獲得的最大交流功率

2、，2。轉(zhuǎn)換效率，電源放大電路的最大輸出與電源提供的直流電源之比。直流電源等于電源輸出電流平均值和電壓乘積。第二，在功率放大器電路的晶體管、功率放大器電路中，為了盡可能多的輸出，晶體管必須在極限應(yīng)用狀態(tài)下工作。選擇放大器管時(shí)，應(yīng)注意限制參數(shù)選擇和熱條件，并安裝合適的散熱器和各種保護(hù)裝置。第三，功率放大器電路分析方法由于信號(hào)作用大，必須采用圖形方法。C-E反向擊穿電壓，4，放大電路常用的三種操作狀態(tài)，3)b類操作狀態(tài)，2)b類操作狀態(tài)，1)b類操作狀態(tài)，b類操作狀態(tài)(=)扭曲，靜態(tài)電流0，降低管消耗，高效。b類工作狀態(tài)(2)大畸變，小靜態(tài)電流，小管消耗，高效率。a類運(yùn)行狀態(tài)(=2)失真小，靜態(tài)電流

3、大，管消耗大，效率低。b類工作狀態(tài)失真，靜態(tài)電流0，管消耗少，高效。Q，Q，Q，Q，a類工作狀態(tài)扭曲大，小靜態(tài)電流，小管消耗，高效率。a類工作狀態(tài)失真小，靜態(tài)電流大，管消耗量大，效率低。配置9.1.2功率放大器電路，第一，工程放大器電路不適合用作功率放大器電路的原因，圖9.1.1 (a)工程放大器，圖9.1.1輸出功率和效率的圖形分析，直流電源提供的直流電源是ICQ VCC，即圖中矩形ABCO的面積。收集器電阻RC表示圖中矩形QBCD的區(qū)域ICQURC的功率損耗。晶體管收集器耗散功率是圖中矩形AQDO的面積ICQ UCEQ。1 .沒有輸入信號(hào)時(shí)的圖9.1.1輸出功率和效率的圖形分析，2 .如果

4、輸入信號(hào)是正弦文件時(shí)收集器電流也是正弦文件，那么直流電源提供一定的直流電源，從負(fù)載電阻RL中獲得的電源PO只是P/Om的一部分。從R/L(=RC/RL)獲得的最大交流功率P/Om是圖中三角形QDE的面積，總輻射放大器輸出較小，效率(25)不是放大器。第二，變壓器耦合功率放大器、變壓器耦合電路的現(xiàn)有功率放大器、PVICQ VCC的電源都消耗在管內(nèi)?？梢詣?chuàng)建交流負(fù)荷線，RL是與原始變壓器相對(duì)應(yīng)的電阻。對(duì)于理想變壓器，最大輸出功率是三角形QAB的面積。如果輸入信號(hào)是正弦文件時(shí)收集器電流也是正弦文件，則直流電源提供的功率不變，電路的最大效率為： Pom/PV=50。實(shí)際變壓器功率放大電路，如果希望輸入

5、信號(hào)為零，則電源沒有供電，輸入信號(hào)越大，從負(fù)載中獲取的功率就越大，從而提高效率。變壓器耦合b類比拉功率放大器電路、圖9.13(a)變壓器耦合b類比拉功率放大器電路、相同類型的管在電路中交替?zhèn)鲗?dǎo)的方式稱為“推拉”工作方式。沒有輸入信號(hào)，2管阻塞，輸入信號(hào)，2管替代傳導(dǎo)，b等全電路，信號(hào)正反T1傳導(dǎo)，T2阻塞；負(fù)半周T2傳導(dǎo)，T1截止。兩根管子交替工作，稱為“推”。如果設(shè)置為常數(shù)，則可以從負(fù)荷中獲得正弦波。輸入信號(hào)越大，電源提供的功率就越多。，3，不帶輸出變壓器的電源電路輸出轉(zhuǎn)換器無電流(otl)電路，變壓器(電容：數(shù)百微法的電解電容器)，圖9.1.4OTL電路，靜態(tài)時(shí)：前電路將基本電位設(shè)定為VC

6、C，單個(gè)電源。T1和T2特性是對(duì)稱的，在工作時(shí)：T1和T2交替?zhèn)鲗?dǎo)，回路遵循酋長(zhǎng)。OTL在b類工作狀態(tài)下工作，產(chǎn)生交叉扭曲。如何移除？動(dòng)畫avi17-4.avi，2。OTL電路，輸入電壓額定值：VCCT1CRL dest c充電。輸入電壓的負(fù)伴奏：c的 T2 dirl c c放電。c足夠大，可以認(rèn)為交流信號(hào)短路了。OTL電路低頻特性不良。變壓器耦合放大器體積大，自損耗大，所以選擇OTL電路。4、電源放大電路無輸出電容(OCL電路)、雙電源、T1和T2特性對(duì)稱、圖9.1.5OCL電路、靜態(tài)時(shí)： T1和T2均切斷，輸出電壓為零。操作時(shí)： T1和T2交替工作，正負(fù)電源交替工作，輸出和輸入之間雙向工作

7、。徐璐兩種不同類型的晶體管交替工作，全部構(gòu)成四極輸出的電路稱為“互補(bǔ)”電路；兩個(gè)管子這樣交替工作的方式稱為“互補(bǔ)”工作方式。3 .OCL電路，輸入電壓的正半周：VCCT1RL地面，輸入電壓的負(fù)半周：接地RL T2 VCC，兩個(gè)管替代指南，兩個(gè)電源交替供電，雙向跟隨。靜態(tài)，UEQ UBQ0。5，橋接推拉功率放大電路平衡傳輸(BTL電路)，圖9.1.6BTL電路，單個(gè)電源，4個(gè)管特性對(duì)稱且靜態(tài)的情況下，所有4個(gè)晶體管都被切斷，輸出電壓為零。ui0、T1和T4傳導(dǎo)、T2和T3結(jié)束時(shí)，在負(fù)載下獲得正反周期電壓。在ui0上，當(dāng)T2和T3傳導(dǎo)、T1和T4結(jié)束時(shí)，在負(fù)載下獲得負(fù)反周期電壓。4 .BTL電路、

8、輸入電壓的0.2周(VCC T1 RL T4)、輸入電壓的1/2周(VCC T2 RL T3)、雙端子輸入、雙端子輸出、輸入信號(hào)、無負(fù)載電阻。管道多，損失大，效率低。比較多個(gè)電路，變壓器耦合b類比池：?jiǎn)坞娫?，體積大，效率低，低頻特性差。OTL電路：?jiǎn)坞娫?，低頻特性不良。OCL電路：冗馀電源、高效、低頻特性。BTL電路：?jiǎn)坞娫?，低頻特性；雙端輸入雙端輸出。9.2.1OCL電路配置和工作原理，1，電路配置，ui 0 T1傳導(dǎo)T2切斷，ic1，io=ie1=ic1，uo=ic1rl，ui0T2傳導(dǎo)T1切斷，動(dòng)畫avi17-3.avi，2，交叉失真消除OCL電路工作原理，交叉失真消除(ui=0，T1，

9、T2提供靜態(tài)電壓，UB1，B2UD1UD2UR2，UB1，B2 T1管發(fā)射和T2管發(fā)射)如果是靜態(tài)的，則必須調(diào)整R1，以便UE等于0，即u0。動(dòng)畫avi17-2.avi，T1，T2微指南(當(dāng)ui=0時(shí))。ui 0(中)，T1微導(dǎo)完全傳導(dǎo)微導(dǎo)；T2微型指南阻擋微型指南。ui 0(結(jié)束)，T2微導(dǎo)完全傳導(dǎo)微導(dǎo)；T1微型指南阻擋微型指南。在輸入信號(hào)為正弦AC的情況下，圖9.2.3 T1和T2管在ui的操作輸入特性中通過圖分析，2管引線比輸入信號(hào)的一半周期長(zhǎng)，放大器電路在a類中工作。9.2.2OCL電路的輸出功率和效率，輸入電壓足夠大，不產(chǎn)生飽和失真的圖形分析，圖9.2.4OCL電路的圖形分析，圖I區(qū)

10、域是T1管的輸出特性，II區(qū)域是T2管的輸出特性；兩個(gè)管的靜態(tài)電流很小，可以認(rèn)為QS在水平軸上。，Uop=VCC UCES，最大輸出電壓幅度，最大未失真輸出電壓的有效值，動(dòng)畫avi17-1.avi，最大輸出，電源VCC提供的電流，負(fù)載接收最大交流電源時(shí)電源消耗的平均功率等于平均電流與電源電壓的乘積。轉(zhuǎn)換效率，理想情況下可以忽略UCES但是，大功率管UCES不能忽略。審閱：1 .功率放大器電路的性能指標(biāo)：最大輸出電壓、最大輸出功率和效率、2。功率放大器回路的分類：a類、b類、a類、b類、c類和b類變壓器組合、OTL、OCL和BTL、3。OCL功率放大器的性能指標(biāo)：Uop=VCC UCES，選擇9

11、.2.3OCL電路的晶體管，1，最大管壓降，UCEmax=2VCC，2，集電極最大電流，3，集電極最大功率負(fù)載晶體管集電極最大功耗為最大輸出功率的1，參考手冊(cè)選擇晶體管時(shí)的極限參數(shù)，buceo 2 VCC mvcc/rlpcm 0.2pom，示例9.2.1在圖9.2.2所示的電路中顯示VCC 15V，輸入電壓為正弦波，晶體管的飽和管壓降UCES 3V，電壓比例約為1，負(fù)載電阻RL 4歐洲具有最大輸出功率、OTL、OCL和BTL電路的9.4集成功率放大器，各種電壓增益各種型號(hào)的集成電路。只需額外安裝少量組件，即可成為實(shí)用電路。9.4.1集成功率放大器分析，LM386是音頻集成功率放大器，具有低功

12、耗、電壓增益可調(diào)、大功率電壓范圍、低外部組件和低總諧波失真等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于記錄器和收音機(jī)。掌握工作原理、主要性能指標(biāo)和一般用途集成放大器的電路配置。1，LM386內(nèi)部電路，圖9.4.1LM386內(nèi)部電路圖，第一差分放大器(雙輸入)，第二工程放大器(恒流源為主動(dòng)負(fù)載時(shí))，第三OTL放大器電路，輸出端子接收外部輸出電容后應(yīng)負(fù)載。電阻R7在輸出點(diǎn)T2連接的發(fā)射區(qū)形成反饋信道，與R5和R6一起引入深度電壓串行負(fù)反饋的反饋網(wǎng)絡(luò)。2，LM386的電壓放大倍數(shù)，1。接腳1和接腳8開啟時(shí)為2。端號(hào)1和8之間存在外部電阻r時(shí)為3。針腳1和8之間的交流信號(hào)短路時(shí)為4。接腳1和5之間的外部電阻也可以變更電路的電壓

13、放大倍數(shù)，電壓放大可以調(diào)整為20200的曹征范圍。3，LM386針圖，圖9.4.2LM386的外觀和針，9.4.2集成功率放大器電路的主要性能指標(biāo)(略)，9.4.3集成功率放大器，1，集成OTL電路的應(yīng)用，1。LM386外部組件的最小使用、靜態(tài)時(shí)間輸出電容器的電壓、VCC /2、最大無失真輸出電壓的峰值為電源電壓VCC、最大輸出功率為輸入電壓rms、2。LM386電壓增益的最大使用，3 .LM386的一般使用，圖9.4.4 LM386電壓增益的最大使用，圖9.4.5 LM386的一般使用，針腳1和針腳8上的10uF電解電容器，1和8之間的交流短路。您可以使用針腳1和針腳5的電阻來變更電壓比例。

14、第二，集成OCL電路應(yīng)用程序、TDA1521的基本連接方式、TDA1521是雙通道OCL電路，可用作立體聲擴(kuò)展器的左右雙通道功率放大器。最大輸出功率Pom12W最大無損輸出電壓Uom 9.8V，第三，集成BTL電路應(yīng)用程序，TDA1556是雙通道BTL電路?？梢杂米髁Ⅲw聲擴(kuò)張器左、右兩通道功率放大器。TDA1556的基本連接方法，9.2補(bǔ)充輸出級(jí)別的分析和計(jì)算，1，輸出，2，效率，3，晶體管的極限參數(shù)，以及如何在電源的平均功率、效率、RL已知的情況下首先獲得Uom，輸出功率，高輸出管的UCES經(jīng)常為23V，第二，效率，3 .晶體管的極限參數(shù)、PT對(duì)UOM劉濤和0，可以實(shí)現(xiàn)，最大輸出功率下最小管壓降導(dǎo)致管損失很小；輸出最高時(shí)集電極電流最小，因此管損失也不大。，由于電子管功耗與輸出電壓峰值之間的關(guān)系，選擇晶體管時(shí)的極限參數(shù)，將單位替換為PT的表達(dá)式，一，3。最大輸出功率和效率表達(dá)式；1 .圖中表示放大電路部分。2 .介紹了電路是否引入了級(jí)間反饋，是直流反饋還是交流反饋，對(duì)于交流負(fù)反饋，介紹了相應(yīng)的反饋配置。4 .說明在輸出最大輸出時(shí)如何估計(jì)輸入電壓的