第八章低頻功率放大電路

第八章低頻功率放大電路8.1功率放大電路概述8.2互補對稱功率放大電路8.3復合管在功率放大電路中的應用8.4集成功率放大電路1（1）輸出功率盡可能大：即在電源電壓一定的情況下，最大不失真輸出電壓最大。（2）效率盡可能高：即電路損耗的直流功率盡可能小，靜態時功放管的集電極電流近似為0。（3）非線性失真小：提高輸出功率和減小非線性失真是一對矛盾。（4）功放管的散熱和保護問題：三極管工作在極限狀態，注意散熱和保護。8.1

功率放大電路概述1、功率放大電路的特點22.功率放大電路研究的問題（1）性能指標：輸出功率和效率。若已知Uom，則可得Pom。最大輸出功率與電源損耗的平均功率之比為效率。

8.1

功率放大電路概述（2）分析方法：因大信號作用，故應采用圖解法。PT主要為三極管管耗。3

（3）三極管的選用：根據極限參數選擇三極管。在功放中，三極管集電極或發射極電流的最大值接近最大集電極電流ICM，管壓降的最大值接近c-e反向擊穿電壓U(BR)CEO，集電極消耗功率的最大值接近集電極最大耗散功率PCM

。稱為工作在極限狀態。8.1

功率放大電路概述（1）甲類方式：三極管在信號的整個周期內均處于導通狀態（2）乙類方式：三極管僅在信號的半個周期處于導通狀態（3）甲乙類方式：三極管在信號的多半個周期處于導通狀態3.功率放大電路的類型提高效率，減小三極管的靜態管耗，減小其靜態電流4降低靜態功耗，即減小靜態電流。四種工作狀態乙類：導通角等于180°甲類：一個周期內均導通(b)乙類8.1

功率放大電路概述(a)甲類

5降低靜態功耗，即減小靜態電流。甲乙類：導通角大于180°丙類：導通角小于180°8.1

功率放大電路概述(d)丙類

(c)甲乙類

68.2互補對稱功率放大電路（OCL）互補輸出級式直接耦合的功率放大電路。對輸出級的要求：帶負載能力強；直流功耗小；負載電阻上無直流功耗；最大不失真輸出電壓最大。射極輸出形式靜態工作電流小輸入為零時輸出為零雙電源供電時Uom的峰值接近電源電壓。單電源供電Uom的峰值接近二分之一電源電壓。符合要求嗎？1.輸出級的要求7靜態時T1、T2均截止，VB=VE=0(1)特征：T1、T2特性理想對稱。(2)靜態分析T1的輸入特性理想化特性2.基本電路8ui正半周，電流通路為

+VCC→T1→RL→地，

uo

=ui

兩只管子交替工作，兩路電源交替供電，雙向跟隨。ui負半周，電流通路為地→RL→T2→-VCC，

uo

=ui（3）動態分析9信號在零附近兩只管子均截止3.交越失真開啟電壓交越失真10消除失真的方法：設置合適的靜態工作點。①靜態時T1、T2處于臨界導通狀態，有信號時至少有一只導通；②偏置電路對動態性能影響要小。3.交越失真交越失真114.消除交越失真的互補輸出級可換為12VT3為前級放大管，設有合適的靜態工作點實用電路4.消除交越失真的互補輸出級13然后求出電源的平均功率，效率在已知RL的情況下，先求出Uom，則求解輸出功率和效率的方法：5.OCL電路輸出功率和效率的分析計算最大輸出電壓峰值14大功率管的UCES常為2~3V。數值較大不可忽略若忽略UCES(1)輸出功率15若忽略UCES(2)效率16(3)三極管的極限參數在輸出功率最大時，因管壓降最小，故管子損耗不大；輸出功率最小時，因集電極電流最小，故管子損耗也不大。管子功耗與輸出電壓峰值的關系為管壓降發射極電流17(3)三極管的極限參數PT對UOM求導，并令其為0，可得18因此，選擇三極管時，其極限參數將UOM代入PT的表達式，可得(3)三極管的極限參數195.OCL電路輸出功率和效率的分析計算【例8.2.1】乙類功放電路如圖所示，設VCC=15V，RL=8Ω，輸入信號ui為正弦波信號。在忽略飽和壓降情況下，試計算：(1)最大輸出功率Pom；(2)每個三極管容許的管耗Pcm至少為多少；(3)每個三極管的耐壓|U(BR)CEO|應大于多少。解：(1)最大輸出功率Pom:(2)每個三極管的最大管耗為

(3)功率管c-e間的最大壓降為|U(BR)CEO|≥2VCC=30(V)20單電源供電、零輸入時零輸出，最大不失真輸出電壓峰-峰值接近電源電壓。輸入電壓的正半周：

＋VCC→T1→C→RL→地

C

充電。輸入電壓的負半周：

C

+→T2→地→RL→C?

C放電。6.單電源互補對稱功率放大電路（OTL）靜態時C足夠大，才能認為其對交流信號相當于短路。OTL電路低頻特性差。21

計算Po、PT、PV和PTm的公式必須加以修正，以VCC/2代替原來公式中的VCC。6.單電源互補對稱功率放大電路（OTL）227.平衡橋式功率放大電路OCL和OTL兩種功放電路的效率雖很高，但是它們的缺點就是電源的利用率都不高在每半個信號周期中，電路只有一個三極管和一個電源在工作為了提高電源的利用率，也就是在較低電源電壓的作用下，使負載獲得較大的輸出功率，一般采用平衡式無輸出變壓器電路，又稱為BTL(BalancedTransformerLess)電路237.平衡橋式功率放大電路ui正半周VT1、VT4導通，RL上獲得正半周信號ui負半周VT2、VT3導通，RL上獲得負半周信號電路仍然為乙類推挽放大電路(1)工作原理247.平衡橋式功率放大電路(2)參數計算BTL電路輸出功率近似為OTL電路輸出功率的4倍，即BTL電路電源利用率高效率近似為78.5%最大的不足是負載RL不能接地！！25復合管的組成：多只管子合理連接等效成一只管子。目的：增大β，減小前級驅動電流，改變管子的類型。1、復合管8.3復合管在功率放大電路中的應用其等效三極管類型同T1管26不同類型的管子復合后，其類型決定于T1管。1、復合管其等效三極管類型同T1管271、復合管①復合管的類型與前級T1管相同；②復合管的電流放大系數近似等于兩管的β

相乘；③兩管正確連接成復合管，必須保證各自的電流方向正確。不能構成復合管能構成復合管等效為PNP管282.準互補輸出級29為保持輸出管的良好對稱性，輸出管應為同類型三極管。2.準互補輸出級使得VT2與VT4管型相同308.4集成功率放大電路1、通用功放芯片LM386

LM386的管腳分布和典型接法311、通用功放芯片LM386LM386內部電路321、通用功放芯片LM386【例8.4.1】在圖示的LM386組成的功放電路中，試求：（1）當可變電阻RW2從調整時，Auf的變化范圍為多少？（2）為使揚聲器上得到600mW的信號功率，輸入電壓的最小值為多少毫伏？解：（1）當RW2=0時當RW2=∞時331、通用功放芯片LM386【例8.4.1】在圖示的LM386組成的功放電路中，試求：（1）當可變電阻RW2從調整時，Auf的變化范圍為多少？（2）為使揚聲器上得到600mW的信號功率，輸入電壓的最小值為多少毫伏？解：（2）因為342、專用音頻集成功放芯片TDA2030TDA2030是許多計算機有源音箱所采用的Hi-Fi功放集成塊TDA2030封裝和引腳排列352、專用音頻集成功放芯片T