第11讲功率放大电路(1)

1、2022-6-261电子电路基础电子电路基础第十一讲第十一讲 功率放大电路功率放大电路2主要内容主要内容6.1 功率放大电路的特点与要求6.2 甲类功率放大电路6.3 互补推挽功率放大电路6.4 乙类功率放大电路6.5 甲乙类功率放大电路（ OCL ）6.6 丙类高频功率放大电路6.7 丙类倍频电路3（1 1）功率放大电路的特点与要求）功率放大电路的特点与要求 v功能：向负载提供足够大的输出功率v与一般放大电路的区别：功率放大电路要求很高输出功率一般放大电路主要是输出高电压或大电流v功放的主要特点：（1）输出功率大。（2）大信号状态。（3）效率高（4）散热多。（5）负载能力强4功率放大电路的设

2、计要求功率放大电路的设计要求 1. 输出功率大输出功率大 2. 效率高效率高 3. 失真小失真小 4. 器件安全器件安全 5. 电路保护措施电路保护措施 （过压、过流等意外）v功放电路的主要技术指标1. 最大输出功率最大输出功率POM2. 转换效率转换效率 5分分 类类v根据晶体管导通时间可分为如下四类甲类-三极管360导电；甲乙类-三极管180360导电乙类-三极管180导电丙类-三极管180导电6甲乙类180360导电乙类180导电丙类0 ，v负半周： ui0 vTl、T2同时导通，输出电流是iE1和iE2矢量和 ，导通角为360（甲类）13互补推挽电路波形图互补推挽电路波形图ttttui

3、IE1IE2iL ( uo )IEQIEQ14互补推挽电路特点互补推挽电路特点vTl、T2同时导通，输出电流是iE1和iE2矢量和 导通角为360，因此是甲类功放输入交流信号为零时，输出功率也为零，v甲类电路中，电源功耗不变全部功耗转化为功放管散热（缺点）vui愈大，ic(iE)愈大，负载获得的功率也愈大，功放管的功耗愈小，转换效率愈高（ 0VT1导通，导通，T2截止截止iL= ic1 ;ui-VCCT1T2uo+VCCRLiLiL=ic2T1、T2两个晶体管都只在半个周期内工作的方两个晶体管都只在半个周期内工作的方式，称为式，称为乙类放大乙类放大。因此，不需要隔直电容。因此，不需要隔直电容。

4、静态分析：静态分析：ui = 0V T1、T2均不工作均不工作 uo = 0V17乙类功放动态特性分析（乙类功放动态特性分析（1 1）omCCCESuVU()LmomLCCCESLiuRVUR2()122CCCESOMom LmLVUPu iRv输出电压峰值v输出峰值电流v最大输出功率18乙类功放动态特性分析（乙类功放动态特性分析（2 2）1sin00CCCESLCVUttRiotherwise 01sinCCCESCLVUit dtRv集电极平均电流为v功率管集电极电流为2sin20CCCESLCVUttRiotherwise 2CCCESLVUR19乙类功放动态特性分析（乙类功放动态特性分

5、析（3 3）()2CCCCCESDCCCLVVUPi VR2()42OMCCCESCCCESOMDCCLPVUVUPPVR78.54v直流功率：v乙类功放的效率为v忽略饱和压降，乙类功放的效率最大值为204、乙类推挽功放电路的交越失真、乙类推挽功放电路的交越失真ui-VCCT1T2uo+VCCRLiL交越失真交越失真开启电压开启电压uiuouou o tttt交越失真交越失真：输入信号输入信号 ui在过零在过零前后，输出信号出现的失真便前后，输出信号出现的失真便为交越失真。为交越失真。21iBiBuBEtuitUDv改进措施：为功率管提供适当的偏置。非线性，非线性，ui uD时晶体管截止。时晶

6、体管截止。v交越失真产生的原因：交越失真产生的原因： 在于晶体管特性存在在于晶体管特性存在功率管的导通角大于180，由乙类变为甲乙类22（5 5）甲乙类功率放大电路）甲乙类功率放大电路 v与互补推挽功放的唯一区别：工作点降低，功放管处于微导通状态v使功放管的导通角介于180和360之间23工作原理工作原理tttuiuoIc2Ic1tICQ-ICQv各点信号波形原理正半轴：ui幅度较小和较大时负半轴： ui幅度较小和较大时v功放管在大半个周期内导通， 180甲乙乙180 v效率：甲50甲乙乙78.5 v结论：导通角越小效率越高v分析：导通角的减小，使截止时间增大，输出波形更接近矩形，效率提高；减

7、小导通角是减少功放管的功耗、提高效率的有效方法v丙类功放 ：导通角0丙180 ，效率大于80 v丁类功放：导通角丁0（矩形波） ，工作在开关状态，效率可大于90 ，开关型电源电路中常用31v例例6-1 若功放管的最大容许耗散功率为10W，试计算甲类功放和乙类功放的最大输出功率各为多少。v解解: 因为直流输入功率PD等于输出功率Pom与功放管消耗功率PC之和。即 PDPom+PCv由效率的定义有 Pom=PD(Pom+PC)v整理得 Pom=PC/(1-)v(1) 甲类功放效率甲50，当PC10W时，由上式，最大 输出功率为: Pom=PC甲/(1-甲)=PC10Wv(2) 乙类功放效率乙78.

8、5，当PC10W时，最大输出功率为: Pom=PC乙/(1-乙)=100.785/(1-0.785)=36.5W32v例例6-2 如图6-9(a)所示的甲乙类功放电路，因为功放管处于微导通状态，设其效率与乙类功放相同，若电源电压VCC24V，功放管的饱和压降UCES=2V，负载电阻RL8，忽略功放管基极回路中的二极管和电阻对交流的影响。v图6-9 甲乙类功率放大电路v(a) 原理电路 (b) 功放管输出特性v(b)vQvUCEvICVCCv交流负载线1/RLvICQv(a)iE1vuov+vvRLVCCvT1vT2VCCvBv+vuiiE2iB2iC1iC2iB1vD1vR2vD2R3R1iL33解：解：v(1) 试计算电源的输入功率PD、最大输出功率Pom、以及功放管的消耗功率Pcm以及效率各为多少;v解解: （1）()22 24 (242)428CCCCCESDCCCLVVUPi VWR22()(242)30.2522 8CCCESOMLVUPWR30.2572%42OMDPP4230.2511.75CDOMPPPWv(2) 设输入电压ui为正弦波，其峰值为16V，试计算电源的输入功率PD、输出功率Po、功放管的消耗功率PC各为多少？v解解: （2）射随输出，输出电压）射随输出，输出电压v输出电压峰值输出电压峰值34oiuu16omu