音频功率(100W)放大器设计

1、1、功率放大电路类型的选择、功率放大电路类型的选择l甲类功放的主要优点就是电路简单易行，非线性失真小，适用于小功率的线性音频放大器l乙类功放与甲类功放最主要的不同点就是静态电流小，因此无信号时消耗功率小，可获得较高的效率；但是，乙类功放在工作时，由于两只晶体管交替导通与截止，因而，在两管输出信号波形的衔接处，会产生交越失真；而且功放管在从反偏到零偏再转为正偏转换时，随着信号频率升高，输出信号就会在时间上延迟，出现所谓的开关转换失真。l甲乙类功放是通过改变偏置的方法来减少交越失真，它将甲类功放的高保真度与乙类功放折衷，从而在一定程度上解决了上述效率高与失真大之间的矛盾。而且甲乙类功放的效率可达到

2、78.5% ，故本次设计采用甲乙类功放。 2、采用单OCL实现 计算功率放大电路的工作电压 市面上常见的喇叭的阻抗为4欧姆或8欧姆，取RL=8欧姆. 由于 ，因此 =40V（理论值）。22VccPomRLVcc基本电路原理图Q1BD135-10Q2MJ15016VCC40VVCCVEE-40VVEE2R1810功能良好的改进电路 BG6、7选择不同互补大功率管时，其额定输出功率(RMS)： 2N3055MJ2955(土35V，8) 50W， MJ802MJ4502(土35V，4)75W MJ802MJ4502(土375V，8)62W MJ802MJ4502(土375V，4)112W MJ802

3、MJ4502(稳压土35V，4)131W3、采用双OCL电路实现 对于该功率放大器的设计，作者认为40V电压大于人体安全电压（36V）。因此，应该寻找一种方法降低Vcc的数值。 既要保证100W输出功率不变，又要减少Vcc的值，一个OCL电路显然无法完成要求。于是提出了双OCL电路的设计方法。基本原理图123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:21-Dec-2000Sheet of File:E:Client98Sch98Sheet_0001.SchDrawn By:BG1NPNBG2PNPBG3NPNBG4PNPE1RLRES2b1b2

4、 它由四管组成电桥电路，图中对角管同时导通，互为推挽。负载上输出正负半周波形。 同单端电路相比，在相同电源电压和相同负载时，前者的输出功率为后者的4倍；换言之，如果负载和输出功率相同，电路对所用的晶体管的耐压要求可比单端电路降低一半，因此，它有易于输出大功率而不损坏输出管的优点。 由于B1和B2输入的音频信号要求反相，故音频信号在进入功率放大级之前，要先经过反相处理。反相电路原理图 图中VT组成的单管放大电路没有电压放大作用，它采用分压式偏置供给VT关静态工作电流，从集电极和发射极输出的音频信号大小分别为IcRc和IeRe，由于IcIe，Rc=Re，所以两路的信号大小相等而极性相反，可将它们分

5、别通过电容耦合到电路的两个反相输入端。 Vcc的计算 单OCL电路需要输出的功率为100/4=25W, 这样由 可得，Vcc=20V.与40V相比下降了一半，但是该值仅具有理论意义，实际操作中的Vcc要理论值要大。22VccPomRL改进的实用电路C110uFQ1BD135-10R11.2kR21kR34kR44kC210uFC310uFC410uF13U1LM1875T12354U2LM1875T1235445C510uFGNDGNDR51k7R61k89GNDGND2VCC30VVDD-30V60VCCR7410V11 Vrms 60 Hz 0 110VDD12实用电路中使用了LM1875

6、,现将它的外部特性参数列出： 电压范围： 1660V 静态电流： 50mA 输出功率： 25W 当f=1kHz，RL=8，P0=20W时 谐波失真： 0.02%， 额定增益： 26dB， 工作电压： 25V 转换速率： 18V/S LM1875极限参数： 电源电压(Vs) 60 V 输入电压(Vin) -VEE-Vcc V 工作结温(Tj) +150 存储结温(Tstg) -65-+150 波形的失真是由于在正弦波上加了多种高次谐波造成的（如3次谐波、5次谐波等）所以称为总谐波失真。理想的音频功率放大器没有谐波失真及噪声，所以THD+N=0%。实际的音频功率放大器有各种谐波造成的失真及由器件内

7、或外部造成的噪声，它有一定的THD+N的值。这个值一般在0.00n%-10%之间(n=19)。0.1%以下耳朵基本感觉不出来。常用语音放大器的组成前置放大级音调控制级功率放大级自制稳压电源负载 音调控制器主要是控制，调节音响放大器的幅频特性，他只对低频与高频的增益进行提升与衰减，中音频的增益保持0dB 不变。因此，音调控制器的电路可以由低通滤波器和高通滤波器构成。 电路仿真 由于该题目中未给出前级放大电路设计，没有要求通频带fs. 因此在仿真时用正弦信号代替语音信号，并取频率为1000HZ.仿真时所用电路C110uFQ1BD135-10R11.2kR21kR34kR44kC210uFC310uFC410uFU1LM1875T12354U2LM1875T12354C510uFGNDGNDR51kR61kVCC30VVDD-30VR74V10.52 Vrms 1000 Hz 0 XSC1ABExt Trig+_+_121110908VDD0VCC54GND3GND21XWM1VI6137仿真结果结论 理想的音频功率放大器，若不考虑该功率放大器的增益大小，输入一定频率的