1、9.3 9.3 功率放大电路的安全运行功率放大电路的安全运行1.1.功放管的散热问题功放管的散热问题 （heat dissipationheat dissipation）2.2.功放管的二次击穿功放管的二次击穿1.1.功放管的散热问题功放管的散热问题功率放大电路中，给负载输送功率的同时，管子功率放大电路中，给负载输送功率的同时，管子 本身也要消耗一部分功率。本身也要消耗一部分功率。管子消耗的功率直接表现在使管子的结温升高。管子消耗的功率直接表现在使管子的结温升高。当结温升高到一定程度后就会使管子损坏。当结温升高到一定程度后就会使管子损坏。结论：结论：输出功率受到管子允许的最输出功率受到管子允许
2、的最大集电极耗散功率大集电极耗散功率PCM的限制的限制 ()dCBCBEECBBECCECPUIUIUUIUI 功放管散热是重要问题功放管散热是重要问题1.1.功放管的散热问题功放管的散热问题表征散热能力的重要参数表征散热能力的重要参数热的传导路径，称为热的传导路径，称为热路热路阻碍热传导的阻力称为阻碍热传导的阻力称为热阻热阻（thermal resistance）热阻的大小通常用热阻的大小通常用/W（单位）表示（单位）表示物理意义：每瓦集电极耗散功物理意义：每瓦集电极耗散功率使功放管温度升高的度数率使功放管温度升高的度数 3AD6的热阻的热阻 2/W表示集电极损耗功率每增加表示集电极损耗功率
3、每增加一瓦，结温升高一瓦，结温升高21.1.功放管的散热问题功放管的散热问题功放管的散热等效热路功放管的散热等效热路TjccaRRRTjccssaRRRR1.1.功放管的散热问题功放管的散热问题 功放管的散热计算功放管的散热计算功率管的最大耗散功率功率管的最大耗散功率 P PCM CM，取决于总的热，取决于总的热阻阻 R RT T、最高允许结温、最高允许结温 T Tj j 和环境温度和环境温度 T Ta a，它们之间关系为它们之间关系为 jaTCMTTR P环境温度环境温度TaTa结温结温T Tj jCMPTR例例：某一功率管的集电结耗散功率为：某一功率管的集电结耗散功率为2W2W。结点到。结
4、点到管壳的热阻是管壳的热阻是8 8/W,管壳到空气的热阻是管壳到空气的热阻是20/W。环境温度为环境温度为25。求：求：结温为多少？结温为多少？管壳温度为多少？管壳温度为多少？环境温度环境温度TaTajaTCMTTR P000 25(820)/2 81jaTCMTTR PCC WWC065 C1.1.功放管的散热问题功放管的散热问题 集成电路中的功率耗散集成电路中的功率耗散各种集成电路的额定功率耗散依赖于所用的管壳。各种集成电路的额定功率耗散依赖于所用的管壳。集成电路中总的耗散功率可以通过测量特定应用当集成电路中总的耗散功率可以通过测量特定应用当 中每个电源提供的电流，并将每个电流和各自的电中
5、每个电源提供的电流，并将每个电流和各自的电 压相乘得到。压相乘得到。例如：例如：对于对于LF353LF353运算放大器，运算放大器，金属外壳封装，其最大耗散功率为金属外壳封装，其最大耗散功率为500mW500mW；双列直插式封装，其最大耗散功率为双列直插式封装，其最大耗散功率为310mW310mW；对于扁平封装，其最大耗散功率为对于扁平封装，其最大耗散功率为570mW570mW2.2.功放管的二次击穿功放管的二次击穿二次击穿原因至今不清。普遍说法是一种与电流、二次击穿原因至今不清。普遍说法是一种与电流、电压、功率和结温都有关系的效应。电压、功率和结温都有关系的效应。多数认为是由于流过功放管结面
6、的电流不均匀，多数认为是由于流过功放管结面的电流不均匀，造成结面局部高温（热斑），因而产生热击穿。造成结面局部高温（热斑），因而产生热击穿。9.4 9.4 集集 成成 功功 率率 放放 大大 电电 路路1.集成集成OTL功率放大电路功率放大电路LM3862.集成集成OCL功率放大电路功率放大电路TDA15213.集成集成BTL功率放大电路功率放大电路TDA15561.1.集成集成OTLOTL功率放大电路功率放大电路LM386LM3861.1.集成集成OTLOTL功率放大电路功率放大电路LM386LM386-外接元件最少的用法外接元件最少的用法1.1.集成集成OTLOTL功率放大电路功率放大电路
7、LM386LM386-电压增益电压增益可调的可调的用法用法Rw=，Au=20 Rw=0，Au=2001.1.集成集成OTLOTL功率放大电路功率放大电路LM386LM386-电压增益最大的用法电压增益最大的用法1.1.集成集成OTLOTL功率放大电路功率放大电路LM386LM386-电压增益电压增益控制另一方控制另一方法法2.2.集成集成OCLOCL功率放大电路功率放大电路TDA1521TDA1521双通道双通道OCLOCL电路电路dB3041.30680k201uA电路如图：回答下列问题电路如图：回答下列问题若若VCC15V时，最大不失真输出电压的峰峰值为时，最大不失真输出电压的峰峰值为 2
8、7V，则电路的最大输出功率，则电路的最大输出功率Pom和效率和效率各为多少？各为多少？为了使负载获得最大输出功率，输入电压的有效值为为了使负载获得最大输出功率，输入电压的有效值为 多少？多少？解：输出电压幅值为解：输出电压幅值为12713.52omUV2()211.4omomLUPWR70.69%4omCCUV电路如图：回答下列问题电路如图：回答下列问题若若VCC15V时，最大不失真输出电压的峰峰值为时，最大不失真输出电压的峰峰值为 27V，则电路的最大输出功率，则电路的最大输出功率Pom和效率和效率各为多少？各为多少？为了使负载获得最大输出功率，输入电压的有效值为为了使负载获得最大输出功率，
9、输入电压的有效值为 多少？多少？解：输出电压幅值为解：输出电压幅值为20130680ukA 13.5/20.3230imUV12713.52omUV3.3.集成集成BTLBTL功率放大电路功率放大电路TDA1556TDA1556双通道双通道BTLBTL电路电路例：例：OTL放大电路如图所示，设放大电路如图所示，设T1与与T2的特性完全对的特性完全对称，称，ui为正弦电压，为正弦电压，VCC10V，RL16。1、静态时，电容、静态时，电容C2两端的电压是多少？两端的电压是多少？1、C2两端电压是两端电压是5V解：解：例：例：OTL放大电路如图所示，设放大电路如图所示，设T1与与T2的特性完全对的
10、特性完全对称，称，ui为正弦电压，为正弦电压，VCC10V，RL16。2、动态时，若输出波形出现交越失真，应调整哪个电、动态时，若输出波形出现交越失真，应调整哪个电阻？如何调整？阻？如何调整？2、调整、调整R2，增大。，增大。解：解：例：例：OTL放大电路如图所示，设放大电路如图所示，设T1与与T2的特性完全对的特性完全对称，称，ui为正弦电压，为正弦电压，VCC10V，RL16。3、R1 R3 1.2k，T1与与T2的的50，PCM200mW 。假设假设D1、D2和和R2中任意一个开路，会产生什么后果？中任意一个开路，会产生什么后果？CMCCBECCCEBCPVRRUVUIPmW896210
11、2.12.17.0210502231所以会烧毁功率管所以会烧毁功率管例：例：OTL放大电路如图所示，已知放大电路如图所示，已知VCC32V，RL16，求：，求：1、电路的最大不失真输出功率；、电路的最大不失真输出功率；2、输出功率最大时电路的转换效率；、输出功率最大时电路的转换效率；V1CESU2222()2 232(1)2 7.03W2 16oMomLCCCESLUPRVUR例：例：OTL放大电路如图所示，已知放大电路如图所示，已知VCC32V，RL16，求：，求：1、电路的最大不失真输出功率；、电路的最大不失真输出功率；2、输出功率最大时电路的转换效率；、输出功率最大时电路的转换效率；V1CESU29.55WVCCCCCCESCCLPVIVUVRC00.51sind()2CCCESLVUIttR7.03 9.55 73.6%omVPP
