1、關(guān)于功率電子線路第一張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月1*1.1 功率電子線路概述 功率放大電路：是放大器的一個(gè)類別，廣泛應(yīng)用于通信、音響、圖像等電子設(shè)備電源變換電路：對(duì)能量進(jìn)行特定變換的電路，廣泛應(yīng)用于電源設(shè)備、電力系統(tǒng)、工業(yè)控制 第二張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2*一功率放大器1電路要求：安 全放大器安全、負(fù)載安全、人生安全不失真失真控制在允許范圍內(nèi)高效率c=PO / PD =PO / (PO + PC) PD ：直流電源提供的直流功率 PO ：輸出信號(hào)功率 PC ：功率管的耗散功率（管耗）第三張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3*2.功率管的運(yùn)用特性甲 類一

2、個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通乙 類半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通甲乙類大于半個(gè)周期而小于一個(gè)周期丙 類小于半個(gè)周期丁 類開關(guān)工作導(dǎo)通時(shí)間越短，效率越高，失真也會(huì)越嚴(yán)重，需采取特定的措施第四張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月4*二電源變換電路整流器：交流直流變換器斬波器：直流直流變換器逆變器：直流交流變換器變壓器：交流交流變換器（周波變換器）第五張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月5*三功率器件功率管是功率放大電路和電源變換電路的關(guān)鍵器件三極管的極限參數(shù)：集電極最大允許管耗PCM，集電極擊穿電壓V(BR)CEO，集電極最大允許電流ICM1.功率管的散熱和相應(yīng)的PCM熱崩：指集電結(jié)結(jié)溫升高，導(dǎo)致集電極電流增大，從而

3、PC增大，結(jié)溫相應(yīng)隨著升高，又使集電極電流增大，如此反復(fù)進(jìn)行，導(dǎo)致結(jié)溫超過集電結(jié)最高允許結(jié)溫而導(dǎo)致管子被燒毀的一種惡性循環(huán)現(xiàn)象。采取的措施：加散熱裝置2. 二次擊穿：不可逆的擊穿現(xiàn)象第六張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月6*1.2功率放大器的電路組成和工作特性功率放大器與線性分析中的放大器要求不同 電壓放大電路：電壓增益、輸入電阻、輸出電阻等 功率放大電路：輸出功率盡可能大、效率高、非線性失真小等 都屬于換能器的范圍分析電路的符號(hào)說明： 大寫字母大寫下標(biāo)：直流量 大寫字母小寫下標(biāo)：交流峰值 小寫字母大寫下標(biāo)：瞬時(shí)量 小寫字母小寫下標(biāo)：交流量第七張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月

4、7*一 基本功率放大電路vCE = VCEQ vceVCEQVcemsintiC = ICQ + icICQIcmsint其中Vcm VCEQ VCC/2 ，Icm=Vcm/RLICQVCEQ/RL（理想VCE(sat) =0，IEBO =0）第八張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月8*第九張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月9*小結(jié)：作為功率放大器，在電路組成上，必須采用避免管外電路中無謂地消耗直流功率的電路結(jié)構(gòu)；在工作特性上，輸出負(fù)載、輸入激勵(lì)和靜態(tài)工作點(diǎn)是相互牽制的，要高效率地輸出所需功率，三者必須有一最佳配置。第十張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月10*二甲類、乙類

5、功率放大器的電路組成及其功率性能1. 甲類變壓器耦合功率放大電路第十一張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月11*直流分析（靜態(tài)工作點(diǎn)Q）：iB =IBQ、iC =ICQ、vCE =VCEQ =VCC由此表達(dá)式可畫出相應(yīng)的直流負(fù)載線EF交流分析（動(dòng)態(tài)分析） ：vce =icRL vCE =VCEQ + vce iC =ICQ + ic vCE VCEQ = RL(iC -ICQ)由此表達(dá)式可畫出相應(yīng)的交流負(fù)載線（兩點(diǎn)） vCE =0時(shí)，iC =ICQ +VCEQ / RL iC =0時(shí)，vCE =VCEQ +ICQ RL第十二張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月12*第十三張，PPT

6、共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月13*計(jì)算功率性能：設(shè)Q點(diǎn)位于負(fù)載線中點(diǎn)，忽略非線性失真(VCE(sat) =0，IEBO =0)iC =ICQ +Icm sint ； vCE =VCEQ -Vcm sint其中Icm =Vcm / RLICQ =VCC / RL ；Vcem =VCEQ =VCC ； 與基本放大電路相比，輸出信號(hào)電壓值Vcm由原來的VCC / 2增大到VCC，PD =VCC ICQPo =Vcm Icm / 2=PD / 2PC =VCC ICQ VcmIcm / 2=PD / 2CMAX =Po / PD =50% 第十四張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月14*2、

7、乙類推挽功率放大電路圖中，T1和T2為兩個(gè)特性配對(duì)的功率管（NPN和PNP）。若忽略功率管的發(fā)射結(jié)導(dǎo)通電壓，在正半周，T1導(dǎo)通，T2截止，i c1 i e1為處于正半周的半個(gè)正弦波；在負(fù)半周，T2導(dǎo)通，T1截止，i c2 i e2為處于負(fù)半周的半個(gè)正弦波；組成推挽式的互補(bǔ)對(duì)稱電路。第十五張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月15*第十六張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月16* 輸出功率Po ： 直流電源提供的功率PD ：設(shè)輸入充分激勵(lì)，且VCE(sat) =0，IEBO =0，則VCM VCC ，Icm VCC/RL效率：第十七張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月17*1.3

8、 乙類推挽功率放大電路、乙類互補(bǔ)推挽功率放大電路1、交越失真和偏置電路交越失真在討論時(shí)，由于忽略了發(fā)射結(jié)導(dǎo)通電壓的影響，實(shí)際上，考慮到導(dǎo)通電壓的影響，在零偏置情況下，輸出合成波形將在銜接處出現(xiàn)嚴(yán)重失真，稱交叉（交越）失真。第十八張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月18* 偏置電路 二極管偏置電路或VBE倍增偏置電路使電路已變成甲乙類工作狀態(tài)第十九張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月19*2、單電源(OTL)供電的互補(bǔ)推挽電路 與雙電源供電（OCL）電路比較，在負(fù)載的前面串聯(lián)了一個(gè)大容量的隔直電容C 。若兩管特性配對(duì)，對(duì)直流而言，兩管輸出點(diǎn)O端處于中點(diǎn)電位（VCC/2），因而，電容C

9、上的直流電壓便被充到VCC/2 ；對(duì)交流而言，電容C可看成短路。由此可見，電容C實(shí)際上等效為電壓等于VCC/2的直流電源；因此，單電源供電電路等效為VCC/2 和VCC/2的雙電源供電電路；只是每個(gè)管子的工作電壓是VCC/2，而不是VCC 。第二十張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月20*3、準(zhǔn)互補(bǔ)對(duì)稱電路（采用復(fù)合管）4、保護(hù)電路（保護(hù)功率管和負(fù)載）5、輸入激勵(lì)電路（提高輸入信號(hào)電壓）第二十一張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月21*1.4 功率合成技術(shù)主要用于功率的合成與分配（有隔離作用）及阻抗變換1、 變壓器和傳輸線的工作頻率 普通變壓器的頻帶較窄： 上限：幾十MHz 下限：

10、幾十hz 傳輸線變壓器的頻帶很寬：下限：0 hz 上限：達(dá)到很高（與導(dǎo)線的長度有 關(guān)）一、傳輸線變壓器第二十二張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月22*2、傳輸線變壓器的工作原理由于傳輸線接在磁環(huán)上，不能看成導(dǎo)線。由圖可見，變壓器實(shí)現(xiàn)了功率的傳輸和倒相，也稱高頻反相器第二十三張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月23*3、傳輸變壓器的功能 對(duì)稱（平衡）與不對(duì)稱（不平衡）變換第二十四張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月24*阻抗變換(設(shè)輸入電壓為v，電流為i；則特性阻抗 )如上圖：（a）Ri=4RL Zc=2RL （b）Ri=RL/4 Zc=RL/2 第二十五張，PPT共四十四頁

11、，創(chuàng)作于2022年6月25*功率合成網(wǎng)絡(luò)id（ia+ib）/2 , i（ia-ib）/2ic2iia-ib結(jié)論：（a）當(dāng)iaibIm sint vavbVm sint 時(shí) ic0 ，idiaibvavbvvd/2令Pa=Pb=VmIm/2 則Pd=2VmIm/2=Pa+Pb，Pc=0RL=va/ia=vb/ib=(vd/2)/id=Rd/2 iia-id , iid-ib第二十六張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月26*（b）當(dāng)iaibIm sint vavbVm sint 時(shí) ic=2ia=2ib ,id=0； vd=0 ，v=0 ， va=vb=vc 令Pa=Pb=VmIm/2 ，則

12、Pc=Vm(2Im)/2=Pa+Pb ，Pd=0 RL=va/ia=vb/ib=vc/(ic/2)=2Rc 即RCRL/2 第二十七張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月27*功率分配網(wǎng)絡(luò)同相：ic=2i ,ia=i-id ,ib=i+idvd=idRd=iaRa-ibRb整理得 當(dāng)Ra=Rb=R時(shí)id0 ，ia=ib=i=ic/2可見，D端沒有獲得功率，而A、B端獲得同值功率。(反相：略）第二十八張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月28*功率合成網(wǎng)絡(luò)實(shí)例 idia-ib ，ic=ia+ib同相：當(dāng)ia=ib ,va=vb時(shí)id0 ，ic=2ia=2ib由于vdidRd=0因而va=

13、vb=vc這樣兩個(gè)輸入功率在C端合成，在D端沒有功率輸出； RL=va/ia=vb/ib=2vc/ic=2Rc （即Rc=RL/2）反相：（略） 第二十九張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月29*1.5 整流與穩(wěn)壓電路本節(jié)介紹最常用的將電力網(wǎng)提供的50Hz的交流電壓變換為直流電壓的整流電路（變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓）一、 整流電路1、半波整流電路 第三十張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月30*2、全波整流和橋式整流 第三十一張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月31*第三十二張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月32* 全波和橋式整流電路的性能比半波好； 而橋式與全波比較，橋式的電源變壓器無中心抽頭，結(jié)構(gòu)簡單，且伏安容量小，因而，在中小功率的整流器中，橋式整流電路的應(yīng)用最廣。 3、三種整流電路的性能第三十三張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月33*4、倍壓整流電路第三十四張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月34*二、串聯(lián)型穩(wěn)壓器為了獲得穩(wěn)定的直流電壓，整流器后面一般都要加接穩(wěn)壓電路（串聯(lián)型、并聯(lián)型、開關(guān)型 第三十五張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月35*第三十六張，PPT共四十四頁，創(chuàng)作于2022年6月36* 三、開關(guān)型穩(wěn)壓器直流直流變換器（斬波器）第三十七張，PPT共四十四頁，創(chuàng)