互补对称功率放大器课件.ppt

1、例：例： 扩音系统扩音系统实际负载实际负载什么是功率放大器？什么是功率放大器？ 在电子系统中，模拟信号被放大后，在电子系统中，模拟信号被放大后，往往要去推动一个实际的负载。如使扬声器发声、继电器动往往要去推动一个实际的负载。如使扬声器发声、继电器动作、作、 仪表指针偏转等。推动一个实际负载需要的功率很大。仪表指针偏转等。推动一个实际负载需要的功率很大。能输出较大功率的放大器称为功率放大器能输出较大功率的放大器称为功率放大器6.1 概述功功率率放放大大电电压压放放大大信信号号提提取取6.1.1 功率放大电路的特点功率放大电路的特点功放电路中电流、电压要求都比较大，必须注意电路参数功放电路中电流、

2、电压要求都比较大，必须注意电路参数不能超过晶体管的极限值不能超过晶体管的极限值: ICM 、UCEM 、 PCM 。 ICMPCMUCEM（1）输出功率输出功率Po尽可能大尽可能大Icuce电流、电压信号比较大，必须注意防止波形失真。电源提供的能量应尽可能多地转换给负载，尽量减少晶体管及线路上的损失。即注意提高电路的效率（）。Po: 负载上得到的交流信号功率。负载上得到的交流信号功率。PE ： 电源提供的直流功率。电源提供的直流功率。%100EOPP（4）散热性能要好）散热性能要好（2）效率要高）效率要高（3）非线性失真要小）非线性失真要小1.甲类：甲类：Q点适中，点适中，在正弦信号的整在正弦

3、信号的整个周期内均有电个周期内均有电流流过三极管。流流过三极管。iCuCEQ1UCEQICQVCC6.1.2 功率放大器的分类功率放大器的分类iCuCEQ3ICQVCC2.乙类：乙类：静态电流为静态电流为0，BJT只只在正弦信号的半个周期内均导在正弦信号的半个周期内均导通。通。iCuCEQ2ICQVCC3.甲乙类：甲乙类：介于两者之间，导通角大介于两者之间，导通角大于于1801. 电路的组成与工作原理互补对称：互补对称： 电路中采用两个晶电路中采用两个晶体管：体管：NPN、PNP各各一支；一支； 两管特性一致。组两管特性一致。组成互补对称式射极输成互补对称式射极输出器。出器。6.2 互补对称功

4、率放大器互补对称功率放大器uuV1+VCC-VCCoiLRV2工作原理工作原理（设（设ui为正弦波）为正弦波）ic1ic2 静态时：静态时：ui = 0V ic1、ic2均均=0（乙（乙类工作状态）类工作状态） uo = 0V动态时：动态时：ui 0VV1截止，截止，V2导通导通ui 0VV1导通，导通，V2截止截止iL= ic1 ;iL=ic2V1、V2两个管子交替工作，在负载上得到完整的正弦波。两个管子交替工作，在负载上得到完整的正弦波。uuV2+VCC -VCCoiLRV1输入输出波形图输入输出波形图uiuououo 交越失真交越失真死区电压死区电压uuVCCVCCoiLR2. 图解分析

5、图解分析负载上的最大不失真电压为负载上的最大不失真电压为Uom=VCC- UCESiC1uCEiC2QVCCUCESUCESUomuuV1V2+VCC-VCCoiLR最大不失真输出功率最大不失真输出功率PomaxL2CCL2CESCComax22)(RVRUVP (1)输出功率输出功率PoL2omLomomooo222=RURUUIUP 3. 输出功率、最大效率、管耗输出功率、最大效率、管耗uuV1V2+VCC-VCCoiLR(2)效率效率 CComEo4=VUPP 时，时， CComVU % 78.54max 最高效率最高效率 max(3)(3)三极管的最大管耗三极管的最大管耗P PT1ma

6、xT1max omL2CCT1max2 . 022 . 0PRVP 问：问：Uom=？ PT1最大最大, PT1max=？PT1max发生在发生在Uom=0.64VCC处。处。将将Uom=0.64VCC代入代入PT1表达式表达式：omT2mT1m2 . 0PPP4. 功放管的选择功放管的选择(1) PCM PT1max =0.2PoM(2)CCCEOBRVU2)( L2CCoM2RVP （3）ICMVCC/RL。 tuo交越失真交越失真ui t存在交越失真存在交越失真乙类互补对称功放的缺点乙类互补对称功放的缺点uuVCCoiLRVCCuu-oLRi2RD12R1VCCDVCC 静态时静态时:

7、V1、V2两管发射结电压分两管发射结电压分别为二极管别为二极管V4、 V5的正向导通的正向导通压降，致使两管均处于微弱导压降，致使两管均处于微弱导通状态通状态甲乙类工作状态甲乙类工作状态动态时：动态时：设设 ui 加入正弦信号。正半加入正弦信号。正半周周 V1 截止，截止，V2导通；负半周导通；负半周V2截止，截止，V1导通。导通。电路中增加电路中增加 R1、V4、V5、R2支路支路6.2.2 甲乙类双电源互补对称功率放大器甲乙类双电源互补对称功率放大器电路中增加复合管电路中增加复合管增加复合管的目的：增加复合管的目的：扩大电流的驱动能力。扩大电流的驱动能力。 1 2晶体管的类型由复合管中的第

8、一支管子决定。晶体管的类型由复合管中的第一支管子决定。复合复合NPN型型复合复合PNP型型cebCibieiT12TcbeibTTe1C2iibcebiTiCeibecieiiCTb1、基本原理、基本原理. 单电源供电；单电源供电；. 输出加有大电容。输出加有大电容。（1）静态偏置）静态偏置6.2.3 甲乙类单电源互补对称功率放大器甲乙类单电源互补对称功率放大器 调整调整RW阻值的大阻值的大小，可使小，可使CCP21VU 此时电容上电压此时电容上电压CCC21VU +uuVV1324VVC8RVCC1R2RRLR5R6WRUPiO（2）动态分析）动态分析（电容起到了负电（电容起到了负电源的作用

9、）源的作用）ui负半周时，负半周时，V1导通、导通、V2截止；截止；ui正半周时，正半周时，V1截止、截止、V2导通。导通。+uuVV1324VVC8RVCC1R2RRLR5R6WRUPiO（3）输出功率及效率）输出功率及效率若忽略交越失真的影响。则：若忽略交越失真的影响。则：LCCLooRVRUP8)2(22maxmax %5 .78max 2maxCCoVU 此电路存在的问题：此电路存在的问题：输出电压正方向变化的幅度受到限制，达不到输出电压正方向变化的幅度受到限制，达不到VCC/2。+uuVV1324VVC8RVCC1R2RRLR5R6WRUPiO总结：互补对称功放的类型总结：互补对称功

10、放的类型 互补对称功放的类型互补对称功放的类型 双电源电路双电源电路又称又称OCL电路电路 （无输出电容）（无输出电容）单电源电路单电源电路又称又称OTL电路电路 （无输出变压器）（无输出变压器）LCCoRVP22max LCCoRVP82max 6.3 集成功率放大器集成功率放大器6.3.1 4100系列集成电路应用线路系列集成电路应用线路1. 外型图与引脚的功能外型图与引脚的功能2. 典型应用电路典型应用电路6.3.2 TDA2030集成功率放大器的应用线路集成功率放大器的应用线路本章小结本章小结（1）功率放大器的主要任务是安全地、高效地在允许的失真范围内输出尽可能大的功率。按功放管的工作

11、状态不同，功率放大器可分为甲类、乙类和甲乙类；按输出终端的特点可分为OTL、OCL等。（2）功率放大器是在大信号下工作的，通常采用图解法进行分析。研究的重点是如何在允许失真的条件下，尽可能提高输出功率和效率。（3）为了提高低频功放的效率，应当使功放管工作在乙类状态；为了克服单管乙类功放的严重非线性失真，可采用乙类互补对称功放，即OCL电路，其最高工作效率约为78.5%。为了保证功放管的安全工作，功放管的极限参数必须满足：PCMPT1m(0.2Pom)，|U(BR)CEO|2VCC，ICMVCC/RL；为了克服乙类互补对称功放存在的交越失真，应采用甲乙类（接近乙类）互补对称功放。（4）单电源互补对称功放电路（OTL电路），其工作原理基本上与OCL电路相同，计算输出功率、效率、管耗和电源供给功率时，可借用双电源互补对称电路的计算公式，但要用VCC/2代替原式中的VCC。（5）集成功放器具有体积小、重量轻、工作可靠、调试组装方便之优点，是今后功率放大电路的发展方向，使用集成功放器应了解它们的外部特性和应用线路。