1、3.1 应用示例 第3章 低频功率放大器 功率放大器简称功放，用于增强信号功率以驱动音箱功率放大器简称功放，用于增强信号功率以驱动音箱发声的一种电子装置。前级控制的声音信号强度大多都只发声的一种电子装置。前级控制的声音信号强度大多都只有几有几伏特伏特，还不足以驱动喇叭等功率器件，因此必须对信，还不足以驱动喇叭等功率器件，因此必须对信号进行功率放大。号进行功率放大。Hi-Hi-Fi Fi 高保真功放（两声道）高保真功放（两声道）火牛火牛 电源变压器电源变压器 胆机胆机 电子管功放电子管功放 石机石机 晶体管或集成电路晶体管或集成电路音响俱乐部音响俱乐部胆机俱乐部胆机俱乐部石机俱乐部石机俱乐部3.
2、2 3.2 功率放大的基本概念功率放大的基本概念 第第3章章 低频功率放大器低频功率放大器一、功率放大器的特点及主要指标一、功率放大器的特点及主要指标1 1、要求输出功率、要求输出功率(Output power)尽可能大尽可能大 POPo=UI功率放大器的主要要求之一就是输出功率要大。因此管子往功率放大器的主要要求之一就是输出功率要大。因此管子往往在接近极限运用状态下工作。往在接近极限运用状态下工作。2 2、效率、效率(EfficienyEfficieny)要高要高(省电省电)功率放大器的效率是指负载上得到的输功率放大器的效率是指负载上得到的输出功率出功率P POO与电源供给的直流功率与电源供
3、给的直流功率P PV V之比之比VOPP3 3、非线性失真、非线性失真（non-linear distortion)要小要小 THDTHD 功率放大器是在大信号状态下工作功率放大器是在大信号状态下工作:电压、电压、电流的幅度电流的幅度都很大，极易超出管子线性动态范围而进入非线性区，都很大，极易超出管子线性动态范围而进入非线性区，造造成输出波形的非线性失真。截止失真成输出波形的非线性失真。截止失真 、饱和失真、饱和失真4 4、BJTBJT的散热问题的散热问题(保证管子工作安全保证管子工作安全)由于功率放大器的电压、由于功率放大器的电压、电流使得功率管自身功耗加大，电流使得功率管自身功耗加大，导致
4、发热量也加大。所以散热问题必须引起重视。导致发热量也加大。所以散热问题必须引起重视。低频功率放大器低频功率放大器（几十赫（几十赫-几千赫）几千赫）高频功率放大器高频功率放大器（几百千赫（几百千赫-几百兆赫）几百兆赫）收音机喇叭发声、电机旋转，自动控制等收音机喇叭发声、电机旋转，自动控制等发射台把高频调制信号发送出去发射台把高频调制信号发送出去 二、功率放大电路的分类二、功率放大电路的分类按频率可分为按频率可分为:按三极管在信号输入时导通周期长短的不同可分为：按三极管在信号输入时导通周期长短的不同可分为：1 1、甲类、甲类2 2、乙类、乙类3 3、甲乙类、甲乙类还有丙类、丁类功率放大器等。还有丙
5、类、丁类功率放大器等。F 降低静态功耗，即减小静态电流降低静态功耗，即减小静态电流 三种工作状态三种工作状态乙类：乙类：导通角等于导通角等于180甲类：甲类：一个周期内均导通一个周期内均导通甲乙类：甲乙类：导通角大于导通角大于180丙类：丙类：导通角小于导通角小于1803.3 3.3 推挽式功率放大器推挽式功率放大器第第3章章 低频功率放大器低频功率放大器一、乙类双电源互补对称功率放大电路的电路组成一、乙类双电源互补对称功率放大电路的电路组成1.1.电路组成电路组成 由一对由一对NPN、PNP特性相同特性相同的互补三极管组成，采用正、的互补三极管组成，采用正、负双电源供电。种电路也称为负双电源
6、供电。种电路也称为OCL互补功率放大电路。互补功率放大电路。2.2.工作原理工作原理 两个三极管在信号一个正、两个三极管在信号一个正、负半周轮流导通，使负载得到负半周轮流导通，使负载得到一个完整的波形。一个完整的波形。一、乙类双电源互补对称功率放大电路的电路组成一、乙类双电源互补对称功率放大电路的电路组成3.3.分析计算分析计算（1）最大不失真输出功率）最大不失真输出功率PomaxL2CCL2CESCCL2CESCComax22)()2(=RVRUVRUVP实际输出功率实际输出功率PoL2omLomomooo222=RURUUIUP一、乙类双电源互补对称功率放大电路的电路组成一、乙类双电源互补
7、对称功率放大电路的电路组成3.3.分析计算分析计算（2）管耗）管耗PT单个管子在半个周期内的管耗单个管子在半个周期内的管耗)(d )(21=0LooCCT1tRuuVP)d(sin)sin(210LomomCCtRtUtUV)d()sinsin(2102L2omLomCCttRUtRUV)4(12omomCCLUUVRomT1m2.0PP 选管依据之一选管依据之一一、乙类双电源互补对称功率放大电路的电路组成一、乙类双电源互补对称功率放大电路的电路组成3.3.分析计算分析计算（3）电源供给的功率）电源供给的功率PVToV=PPPLomCC2RUV当：当：时，CComVU 2L2CCVmRVP 一
8、、乙类双电源互补对称功率放大电路的电路组成一、乙类双电源互补对称功率放大电路的电路组成3.3.分析计算分析计算（4）效率）效率 CComVo4=VUPP当：当：时，CComVU%78.54 一、乙类双电源互补对称功率放大电路的电路组成一、乙类双电源互补对称功率放大电路的电路组成3.3.分析计算分析计算（5）最大管耗和最大输出功率的关系最大管耗和最大输出功率的关系omL2CC2VT1m2.01PRVP（6）功率功率BJT的选择的选择 BJT的最大允许管耗的最大允许管耗PCM必须大于实际工作时的必须大于实际工作时的PVT1m 选用击穿电压选用击穿电压CCCEO BR,2VU的的BJT BJT:LC
9、CCMRVI一、乙类双电源互补对称功率放大电路的电路组成一、乙类双电源互补对称功率放大电路的电路组成4.乙类互补对称电路的失真乙类互补对称电路的失真实际测试波形实际测试波形5.甲乙类双电源互补对称电路甲乙类双电源互补对称电路 静态偏置静态偏置可克服交越失真可克服交越失真 动态工作情况动态工作情况二极管等效为恒压模型二极管等效为恒压模型理想二极管理想二极管设设T3已有合适已有合适的静态工作点的静态工作点5.甲乙类双电源互补对称电路甲乙类双电源互补对称电路BE221CEURRRUUBE可可认为是定值认为是定值 R1、R2不变时，不变时，UCE也也是定是定值，可看作是一个直流电源值，可看作是一个直流
10、电源3.4 3.4 集成功率放大器集成功率放大器第第3章章 低频功率放大器低频功率放大器1W的小功率放大器的小功率放大器 10W以上的中功率放大器以上的中功率放大器 25W的厚膜集成功率放大器的厚膜集成功率放大器 输出功率发展变革输出功率发展变革集成功率放大器集成功率放大器 电路结构发展变革电路结构发展变革单声道的单路输出集成功率放大器单声道的单路输出集成功率放大器 双声道立体声的二重双路输出集成功率放大器双声道立体声的二重双路输出集成功率放大器 集成功率放大器集成功率放大器 电路功能发展变革电路功能发展变革一般的一般的OTL功率放大器集成电路功率放大器集成电路 具有过压保护电路、过热保护电路、负载短路保护具有过压保护电路、过热保护电路、负载短路保护电路、电源浪涌过冲电压保护电路、静噪声抑制电电路、电源浪涌过冲电压保护电路、静噪声抑制电路、电子滤波电路等功能更强的集成功率放大器路、电子滤波电路等功能更强的集成功率放大器 集成功率放大器集成功率放大器 典型集成功率放大器应用典型集成功率放大器应用集成功率放大器集成功率放大器 典型集成功率放大器应用典型集成功率放大器应用集成功率放大器集成功率放大器
