第8章 功率放大电路

1、功率放大器功率放大器第第8章章 功率放大器功率放大器8.1 功率放大器的特点和分类功率放大器的特点和分类8.2 乙类互补对称功率放大电路乙类互补对称功率放大电路8.3 单电源互补对称功率放大电路单电源互补对称功率放大电路8.4 复合互补对称功率放大电路复合互补对称功率放大电路8.5 集成功率放大器介绍集成功率放大器介绍功率放大器功率放大器8.1 功率放大器的特点和分类功率放大器的特点和分类 1电路特点电路特点 功率放大器作为放大电路的输出级, 具有以下几个特点: (1) 由于功率放大器的主要任务是向负载提供一定的功率, 因而输出电压和电流的幅度足够大; (2) 由于输出信号幅度较大, 使三极管

2、工作在饱和区与截止区的边沿, 因此输出信号存在一定程度的失真; (3) 功率放大器在输出功率的同时, 三极管消耗的能量亦较大, 因此, 不可忽视管耗问题。 功率放大器功率放大器 2. 电路要求电路要求 根据功率放大器在电路中的作用及特点, 首先要求它输出功率大、 非线性失真小、 效率高。 其次, 由于三极管工作在大信号状态, 要求它的极限参数ICM、 PCM、 U（BR）CEO等应满足电路正常工作并留有一定余量, 同时还要考虑三极管有良好的散热功能, 以降低结温, 确保三极管安全工作。 3 功率放大器的分类功率放大器的分类 根据放大器中三极管静态工作点设置的不同, 可分成甲类、 乙类和甲乙类三

3、种, 如图8.1所示。 功率放大器功率放大器iCQuCE(a)iCQOuCEiB0iCQOuCEiB0(b)(c) 图 .1功率放大器工作状态的分类（a） 甲类; （b） 乙类; （c） 甲乙类 功率放大器功率放大器 甲类放大器的工作点设置在放大区的中间, 这种电路的优点是在输入信号的整个周期内三极管都处于导通状态, 输出信号失真较小（前面讨论的电压放大器都工作在这种状态）, 缺点是三极管有较大的静态电流ICQ , 这时管耗PC大, 电路能量转换效率低。 乙类放大器的工作点设置在截止区, 这时, 由于三极管的静态电流ICQ =0, 所以能量转换效率高, 它的缺点是只能对半个周期的输入信号进行放

4、大, 非线性失真大。 甲乙类放大电路的工作点设在放大区但接近截止区, 即三极管处于微导通状态, 这样可以有效克服乙类放大电路的失真问题, 且能量转换效率也较高, 目前使用较广泛。 功率放大器功率放大器8.2 乙类互补对称功率大电路乙类互补对称功率大电路 （OCL电路）电路） 1. 电路组成及工作原理电路组成及工作原理 图8.2是双电源乙类互补功率放大电路。 这类电路又称无输出电容的功率放大电路, 简称OCL电路。V1为NPN型管,V2为PNP型管,两管参数对称。电路工作原理如下所述。 功率放大器功率放大器ui2tuo02t UCCV1V2uiib2ib1ie1ie2 UCCuoRL 图.2双电

5、源乙类互补对称功率放大器 功率放大器功率放大器 1） 静态分析 当输入信号ui=0时, 两三极管都工作在截止区, 此时IBQ、 ICQ、 IEQ均为零, 负载上无电流通过, 输出电压uo=0。 2） 动态分析 （1） 当输入信号为正半周时, ui0, 三极管V1导通, V2截止, V1管的射极电流ie1经CC自上而下流过负载, 在RL上形成正半周输出电压, uo0。 （2） 当输入信号为负半周时, ui0, 三极管V2导通, V1截止, V2管的射极电流ie2经CC自下而上流过负载, 在RL上形成负半周输出电压, uo0.5 M静态电流 60 mA（测试条件: UCC =18 V）电压增益 3

6、0 dB频响BW 0140 kHz在电源为15 V、 RL=4 时, 输出功率为14 W。 外引脚的排列如图8.11所示。 功率放大器功率放大器 2 TDA2030A 集成功放的典型应用集成功放的典型应用 1） 双电源（OCL）应用电路 图 8.12 电路是双电源时TDA2030A的典型应用电路。 输入信号ui由同相端输入, R1、 R2、 C2构成交流电压串联负反馈, 因此, 闭环电压放大倍数为 33121RRAuf为了保持两输入端直流电阻平衡, 使输入级偏置电流相等, 选择R3=R1。 V1、 V2起保护作用, 用来泄放RL产生的感生电压, 将输出端的最大电压钳位在（UCC+0.7 V）和

7、功率放大器功率放大器TDA2030AR322 kC1ui22 F15C3100 pF UCCV1IN4001432R122 kR2680 C222 FC4100 pF UCCV2IN4001RL8 uo图 8.12 由TDA2030A构成的OCL电路 功率放大器功率放大器 （-UCC -0.7 V）上。C3、C4为去耦电容, 用于减少电源内阻对交流信号的影响。 C1、 C2为耦合电容。 2） 单电源（OTL）应用电路 对仅有一组电源的中、 小型录音机的音响系统, 可采用单电源连接方式, 如图8.13所示。 由于采用单电源供电, 故同相输入端用阻值相同的R1、 R2组成分压电路, 使K点电位为UCC/2,经R3加至同相输入端。 在静态时, 同相输入端、 反向输入端和输出端皆为UCC/2。 其它元件作用与双电源电路相同。 功率放大器功率放大器TDA2030AR3C3ui22 F15C2 U