中财网overlord动画到漫画:第九章 功率放大电路讲义
来源：百度文库 编辑：中财网 时间：2024/04/29 17:35:34
发表时间：2008-6-2
功放电路用于驱动负载，是电子系统的输出端。
内容： OCT和OTL互补对称功放电路，实际的功放电路，集成功放。
第一节 功率放大电路的主要特点
任务：电子系统中，输出最终要驱动负载，一些负载要求电路的输出功率要足够大，如音频电路中要驱动扬声器，自动控制电路中要驱动继电器、电磁铁、电动机等执行机构。因此电子电路末级一般为功放电路，以便为负载提供足够大的功率。
特点：输出电压、电流都大。
要求：
⑴ 电路要能输出足够大的功率。Po＝Uo×Io 。而最大输出功率Pom是指电路最大正弦输出电压、电流有效值的乘积。
⑵ 电路应具有较高的效率。效率定义
⑶ 尽量减少非线性失真。功放中，BJT处于大信号工作状态，所以由BJT引起的非线性失真是不可避免的。
⑷功放BJT的安全问题。Pcm、Icm、BUCEO
⑸功放BJT的散热问题
·分析方法：大信号工作，常采用图解法和最大值的估算法来分析放大电路的静态和动态工作情况。
第二节 功率放大电路的参数指标分析
·BJT的工作状态
根据其功放管放大正弦波信号时，导通角的不同，可以分为甲（A）、乙（B）、丙（C）、丁（D）、戊（E）等多种类型。 （导通角的概念）
① 甲类（A类） 导通角θ＝360°，整个信号周期内BJT都导通。
② 乙类（B类） 导通角θ＝180°，BJT只在信号的半周内导通，另半周BJT截止。
③ 甲乙类（AB类）导通角略大于180°
低频功放主要讨论乙类和甲乙类。
一、乙类互补对称功率放大电路
1、乙类互补对称电路
图9-2（a）为乙类互补对称功率放大电路的原理图。
要求：BJT参数对称。→配对功放管
工作原理：见第四章第二节 轮流工作、跟随器、交越失真
指标分析： （图解法）
如果输入信号的幅度足够大，则BJT输出电压的最大值为
Ucem＝VCC－UCES
则最大输出功率为
如果UCES<
直流电源VCC提供的功率为
效率在电路输出为最大功率输出时达到最大效率，为
在功率放大电路中，直流电源给出的功率除了向负载提供输出功率外，还有一部分将转变为BJT的集电结功耗（管耗），使管子的温度升高。因此需要估算功率放大电路中BJT的最大功耗，作为选择功率管的一个重要依据。
·最大管耗在哪？
当输入电压等于零时，BJT的静态功耗等于零，如图9-2（b）中的Q点所示。
当输入电压足够大，使放大电路输出最大功率Pom时，虽然BJT集电极电流达到最大值，但是，UCE =UCES，故BJT的功耗并不大。
可见，最大管耗应该是集电极电流等于零至Icm间的某一个中间值。
下面分析最大不失真输出功率与最大管耗之间的关系。
设uO＝Uomsinωt，则VT1管的管耗为
由上式可见，BJT的管耗PT1，是输出电压Uom的函数，无信号时：PT1＝0，信
号最大时（Uom≈VCC）：
。
将PT1对Uom求导，找极值
令上式等于零，可得
即，输出电压的幅值
时管耗最大，其值为
单个管子最大管耗与最大输出功率的关系为
·存在问题――交越失真→甲乙类电路
2、 甲乙类互补对称电路
给两个功率BJT设置不大的静态偏置电流，使BJT处于微导通状态。图9-3是一个甲乙类互补对称功放电路，其中包含VD1、VD2和R的支路用于给两个BJT加上不大的静态偏置。在工程上静态偏置应设置的使电路工作在甲乙类接近乙类的状态，这样既解决了交越失真问题，又可减小损耗，提高效率。
·甲乙类互补对称电路的分析计算和乙类基本相同。见例9-2-1
第三节 实际的互补对称功率放大电路
一、OCL功率放大电路
实际的功率放大电路除了输出级以外，还应该包括输入级和驱动级。图9-4是一个实用的OCL功率放大电路。
1．电路组成
输入级――差放电路。VT1基极接输入电压，VT2的基极接反馈电压，双入单出方式。
中间级――VT3组成共射放大电路。C2是相位补偿电容。
输出级――OCL互补对称放大电路。VT5~VT7构成复合管。输出级静态电流的设定以减小交越失真为准。C3作电源高频去耦。
负反馈――电阻R5引入一个深度的交、直流电压串联负反馈，其作用可以展宽频带、减小输出波形的非线性失真，降低输出电阻，提高放大电路的带负载能力，并稳定静态工作点。C1用来实现不同的交流、直流反馈系数。
2．主要技术指标
闭环电压放大倍数：
其它的性能指标如下：
VT6、VT7选择不同互补大功率管时，其额定输出功率：
2N3055/MJ2955（VCC＝±35V、RL＝8Ω） 50W
MJ802/MJ4502（VCC＝±35V、RL＝4Ω） 75W
MJ802/MJ4502（VCC＝±35V稳压、RL＝4Ω） 131W
总谐波失真：
额定输出功率1kHz 0.35％
频率响应（1W，±1dB） 2Hz～110kHz
二、OTL功率放大电路 图9-4
电路：功放管互补对称、单电源供电、输出电容
① 静态时调节电阻R1使K点的电位为VCC/2，C2上的直流电压将被充到VCC/2。
② 输出信号正半周电源通过VT4给C2充电，充电回路为VCC→C2→RL→地。
输出信号负半周C2通过VT5放电，放电回路为C2→VT5→地→RL。
③ 选择电容时若满足RLC2>>1/fL,(fL为信号下限截止频率)，电容C2对于交流信号而言可视为短路，而C2上的直流电位基本不变――用一个电容C2和一个电源＋VCC，就可以起到双电源的作用。
④ OTL电路的供电情况与OCL电路是类似的，只是在OTL电路中，每个输出管的直流电源电压为VCC/2。OTL电路的工作原理与OCL电路完全相同。在应用公式计算时，应当用VCC/2代替式中的VCC。
⑤ 电路中的交直流负反馈。
第四节 集成功率放大电路
·种类繁多、使用简单
·性能良好、功能齐全
已淘汰分立功放
以集成功率放大器LM386为例进行介绍。见图9-6
LM386是常用的通用型低压集成功率放大器，其特点是增益可调（20－200倍）、通频带宽（300kHz）、功耗低（VCC=6V时静态功耗仅为24mW）、适用电源电压范围宽（4V－12V或5V－18V）、低失真（0.2％），因而广泛应用于收音机、对讲机、电源转换及波形发生电路等。输出功率为325mW（VCC＝6V、RL＝8Ω）（标准）、1W（VCC＝16V、RL＝32Ω）（标准）。该电路外接元件少，使用时不需加散热片，调整也比较方便
功放电路用于驱动负载，是电子系统的输出端。
内容： OCT和OTL互补对称功放电路，实际的功放电路，集成功放。
第一节 功率放大电路的主要特点
任务：电子系统中，输出最终要驱动负载，一些负载要求电路的输出功率要足够大，如音频电路中要驱动扬声器，自动控制电路中要驱动继电器、电磁铁、电动机等执行机构。因此电子电路末级一般为功放电路，以便为负载提供足够大的功率。
特点：输出电压、电流都大。
要求：
⑴ 电路要能输出足够大的功率。Po＝Uo×Io 。而最大输出功率Pom是指电路最大正弦输出电压、电流有效值的乘积。
⑵ 电路应具有较高的效率。效率定义
⑶ 尽量减少非线性失真。功放中，BJT处于大信号工作状态，所以由BJT引起的非线性失真是不可避免的。
⑷功放BJT的安全问题。Pcm、Icm、BUCEO
⑸功放BJT的散热问题
·分析方法：大信号工作，常采用图解法和最大值的估算法来分析放大电路的静态和动态工作情况。
第二节 功率放大电路的参数指标分析
·BJT的工作状态
根据其功放管放大正弦波信号时，导通角的不同，可以分为甲（A）、乙（B）、丙（C）、丁（D）、戊（E）等多种类型。 （导通角的概念）
① 甲类（A类） 导通角θ＝360°，整个信号周期内BJT都导通。
② 乙类（B类） 导通角θ＝180°，BJT只在信号的半周内导通，另半周BJT截止。
③ 甲乙类（AB类）导通角略大于180°
低频功放主要讨论乙类和甲乙类。
一、乙类互补对称功率放大电路
1、乙类互补对称电路
图9-2（a）为乙类互补对称功率放大电路的原理图。
要求：BJT参数对称。→配对功放管
工作原理：见第四章第二节 轮流工作、跟随器、交越失真
指标分析： （图解法）
如果输入信号的幅度足够大，则BJT输出电压的最大值为
Ucem＝VCC－UCES
则最大输出功率为
如果UCES<
直流电源VCC提供的功率为
效率在电路输出为最大功率输出时达到最大效率，为
在功率放大电路中，直流电源给出的功率除了向负载提供输出功率外，还有一部分将转变为BJT的集电结功耗（管耗），使管子的温度升高。因此需要估算功率放大电路中BJT的最大功耗，作为选择功率管的一个重要依据。
·最大管耗在哪？
当输入电压等于零时，BJT的静态功耗等于零，如图9-2（b）中的Q点所示。
当输入电压足够大，使放大电路输出最大功率Pom时，虽然BJT集电极电流达到最大值，但是，UCE =UCES，故BJT的功耗并不大。
可见，最大管耗应该是集电极电流等于零至Icm间的某一个中间值。
下面分析最大不失真输出功率与最大管耗之间的关系。
设uO＝Uomsinωt，则VT1管的管耗为
由上式可见，BJT的管耗PT1，是输出电压Uom的函数，无信号时：PT1＝0，信
号最大时（Uom≈VCC）：
。将PT1对Uom求导，找极值
令上式等于零，可得
即，输出电压的幅值
时管耗最大，其值为单个管子最大管耗与最大输出功率的关系为
·存在问题――交越失真→甲乙类电路
2、 甲乙类互补对称电路
给两个功率BJT设置不大的静态偏置电流，使BJT处于微导通状态。图9-3是一个甲乙类互补对称功放电路，其中包含VD1、VD2和R的支路用于给两个BJT加上不大的静态偏置。在工程上静态偏置应设置的使电路工作在甲乙类接近乙类的状态，这样既解决了交越失真问题，又可减小损耗，提高效率。
·甲乙类互补对称电路的分析计算和乙类基本相同。见例9-2-1
第三节 实际的互补对称功率放大电路
一、OCL功率放大电路
实际的功率放大电路除了输出级以外，还应该包括输入级和驱动级。图9-4是一个实用的OCL功率放大电路。
1．电路组成
输入级――差放电路。VT1基极接输入电压，VT2的基极接反馈电压，双入单出方式。
中间级――VT3组成共射放大电路。C2是相位补偿电容。
输出级――OCL互补对称放大电路。VT5~VT7构成复合管。输出级静态电流的设定以减小交越失真为准。C3作电源高频去耦。
负反馈――电阻R5引入一个深度的交、直流电压串联负反馈，其作用可以展宽频带、减小输出波形的非线性失真，降低输出电阻，提高放大电路的带负载能力，并稳定静态工作点。C1用来实现不同的交流、直流反馈系数。
2．主要技术指标
闭环电压放大倍数：
其它的性能指标如下：
VT6、VT7选择不同互补大功率管时，其额定输出功率：
2N3055/MJ2955（VCC＝±35V、RL＝8Ω） 50W
MJ802/MJ4502（VCC＝±35V、RL＝4Ω） 75W
MJ802/MJ4502（VCC＝±35V稳压、RL＝4Ω） 131W
总谐波失真：
额定输出功率1kHz 0.35％
频率响应（1W，±1dB） 2Hz～110kHz
二、OTL功率放大电路 图9-4
电路：功放管互补对称、单电源供电、输出电容
① 静态时调节电阻R1使K点的电位为VCC/2，C2上的直流电压将被充到VCC/2。
② 输出信号正半周电源通过VT4给C2充电，充电回路为VCC→C2→RL→地。
输出信号负半周C2通过VT5放电，放电回路为C2→VT5→地→RL。
③ 选择电容时若满足RLC2>>1/fL,(fL为信号下限截止频率)，电容C2对于交流信号而言可视为短路，而C2上的直流电位基本不变――用一个电容C2和一个电源＋VCC，就可以起到双电源的作用。
④ OTL电路的供电情况与OCL电路是类似的，只是在OTL电路中，每个输出管的直流电源电压为VCC/2。OTL电路的工作原理与OCL电路完全相同。在应用公式计算时，应当用VCC/2代替式中的VCC。
⑤ 电路中的交直流负反馈。
第四节 集成功率放大电路
·种类繁多、使用简单
·性能良好、功能齐全
已淘汰分立功放
以集成功率放大器LM386为例进行介绍。见图9-6
LM386是常用的通用型低压集成功率放大器，其特点是增益可调（20－200倍）、通频带宽（300kHz）、功耗低（VCC=6V时静态功耗仅为24mW）、适用电源电压范围宽（4V－12V或5V－18V）、低失真（0.2％），因而广泛应用于收音机、对讲机、电源转换及波形发生电路等。输出功率为325mW（VCC＝6V、RL＝8Ω）（标准）、1W（VCC＝16V、RL＝32Ω）（标准）。该电路外接元件少，使用时不需加散热片，调整也比较方便
带三极管的功率放大电路原理,
谁有反馈放大电路实验讲义？？谢谢
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