教学第10章功率放大电路课件

功率放大电路第10章10.1功率放大电路的特殊问题及其分类10.2互补对称功率放大电路10.3集成功率放大器功率放大电路第10章10.1功率放大电路的特殊问题及其分类10.1功率放大电路的特殊问题及其分类10.1.1功率放大电路的特殊问题10.1.2功率放大电路的分类10.1功率放大电路的特殊问题及其分类10.1.1功率放1、安全的提供尽可能大的输出功率10.1.1功率放大电路的特殊问题(Po)M表示最大输出功率，(Uom)M表示最大输出电压的幅值，(Iom)M表示最大输出电流的幅值。1、安全的提供尽可能大的输出功率10.1.1功率放大电路的2、提供尽可能高的功率转换效率3、允许一定非线性失真4、分析方法采用图解法5、功率管的散热和保护问题6、负载匹配问题2、提供尽可能高的功率转换效率3、允许一定非线性失真4、分析1．按放大信号频率分类分为低频功率放大电路和高频功率放大电路2．按晶体管导通时间分类10.1.2功率放大电路的分类1．按放大信号频率分类分为低频功率放大电路和高频功率放大电路甲类(=2)tiCO

Icm2ICQtiCO

Icm2ICQ乙类(=)tiCO

IcmICQ2甲乙类(

<<2)动画演示甲类(=2)tiCOIcm2ICQtiCQuCE

iCO

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QQ乙类工作状态失真大，静态电流为零，管耗小，效率高。甲乙类工作状态失真大，静态电流小，管耗小，效率较高。甲类工作状态失真小，静态电流大，管耗大，效率低。QuCEiCOtiCOQQ乙类工作状态失真大，静态电流3．按构成放大电路的器件分类分立元件功率放大电路和集成功率放大电路

4．按电路形式分类变压器耦合的功率放大电路无输出变压器的功率放大电路后者又有OTL、OCL、OCL三种形式。3．按构成放大电路的器件分类分立元件功率放大电路和集成功率放10.2.1互补对称功率放大电路的引出1.共射放大电路构成的甲类放大电路(a)共射放大电路(b)输出功率与效率的图解分析10.2互补对称功率放大电路10.2.1互补对称功率放大电路的引出1.共射放大（1）直流电源提供的直流功率

，即图（b）中矩形ABCO的面积。

（2）集电极电阻RC的功率损耗，即矩形QBCD的面积

（3）电路可能的最大交流输出功率（4）甲类功放的最大效率（1）直流电源提供的直流功率，即图（b）中矩形ABCO的面2.单管变压器耦合功率放大电路(a)电路(b)图解分析2.单管变压器耦合功率放大电路(a)电路（1）直流电源提供的直流功率（2）最大输出功率从变压器原边向负载方向看的交流等效电阻为（3）功放的最大效率（1）直流电源提供的直流功率（2）最大输出功率从变压器原3．互补对称功率放大电路的引出(a)电路(b)图解分析3．互补对称功率放大电路的引出(a)电路输出电压只有半个周期有输出波形，造成了输出波形严重截止失真。为了补上被截掉的半个周期的输出波形，可用PNP管组成极性相反的射极跟随器对负半周信号进行放大。这样，两个极性相反的射极跟随器互补组合就构成互补对称功率放大电路。10.2.2乙类互补对称功率放大电路1．变压器耦合乙类互补对称功率放大电路功率放大电路采用变压器耦合方式由于变压器体积庞大，比较笨重，消耗有色金属，而且在低频和高频部分产生移相，使放大电路在引入负反馈时容易产生自激振荡，所以现在常用无输出变压器的功率放大电路。输出电压只有半个周期有输出波形，造成了输出波形第10章功率放大电路课件2.OCL乙类互补对称功率放大电路（1）工作原理RLV1V2+VCC+ui+uoVEEui>0V1导通V2截止iC1io=iE1=iC1,uO=iC1RLui<0V2导通V1截止iC1io=iE2=iC2,uO=iC2RLui=0V1、V2截止2.OCL乙类互补对称功率放大电路（1）工作原理RLV1（2）参数计算OCL乙类双电源互补对称电路图解分析①最大输出功率

（2）参数计算OCL乙类双电源互补对称电路图解分析①最大②管耗②管耗③直流电源提供的直流功率③直流电源提供的直流功率④效率④效率（3）功率管的选择（3）功率管的选择3.OTL乙类互补对称功率放大电路OTL乙类互补对称功率放大电路3.OTL乙类互补对称功率放大电路OTL乙类互补对称功率放大（1）工作原理由于VT2、VT3对称，所以静态时电容CL的电压也就被充电为VCC/2，动态时，由于CL容量很大，在一个信号周期内，只要选择时间常数RLCL比正弦输入信号的最长周期大得多，CL上的电压基本不变，可视为一恒定的值VCC/2。因而CL在这里代替了另一个电源。这样少用一个电源，可使电路更简洁轻便，还可降低成本，此外CL还有隔直作用。该电路的原理同双电源时的情况相似。输入信号ui经VT1放大后，输出uC1信号。当uC1为正半周时，VT2管导通，VT3管截止，VCC经VT2管给电容C充电，形成电流iC2，即负载RL中的电流。当uC1为负半周时，VT3管导通，VT2管截止，电容C通过VT3放电，形成电流iC3，波形如图10-8中所示。由此可见，VT2和VT3轮流工作，使负载获得完整的正弦波信号。（1）工作原理由于VT2、VT3对称，所以静态（2）参数计算①最大输出功率②管耗

③直流电源提供的功率④效率（2）参数计算①最大输出功率②管耗③直流电源提供的功率（3）功率管的选择（3）功率管的选择10.2.3甲乙类互补对称功率放大电路1.甲乙类双电源互补对称功率放大电路给V1、V2提供静态电压tiC0ICQ1ICQ2克服交越失真思路：电路：10.2.3甲乙类互补对称功率放大电路1.甲乙类双电源互当ui=0时，V1、V2微导通。当ui>

0V1

微导通充分导通微导通；V2微导通截止微导通。当ui<

0V2

微导通充分导通微导通；

V1微导通截止微导通。当ui=0时，V1、V2微导通。当ui>0V利用UBE扩大电路进行偏置的互补对称电路利用UBE扩大电路进行偏置的互补对称电路10.3

集成功率放大器10.3.2其它集成功放10.3.1LM386集成功放及其应用10.3集成功率放大器10.3.2其它集成功放10.组成：前置级、中间级、输出级、偏置电路特点：输出功率大、效率高有过流、过压、过热保护引言组成：前置级、中间级、输出级、偏置电路特点：输出功率大、效率10.3.1

LM386集成功放及其应用1.典型应用参数：直流电源：412V额定功率：660mW带宽：300kHz输入阻抗：50k12348765引脚图10.3.1LM386集成功放及其应用1.典型应用参数

LM3861234785RPC1C2C3C4C5C610F36k10F100F220F0.1F810.047F+VCC6输出电容(OTL)频率补偿，抵消电感高频的不良影响防止自激等调节电压放大倍数LM小结1.功率放大电路的主要任务是在非线性失真允许的范围内，高效地获得尽可能大的输出功率。其主要功能是向负载提供交流功率，带动一定装置执行动作。2.功率放大电路的特点是信号的电流和电压动态范围大，工作时易接近功率管的极限参数和特性曲线的非线性区。所以功率放大电路的性能指标是最大不失真输出功率、效率和非线性失真等。3.甲类功率放大电路的特点是失真小，但因为效率低，静态功耗高，所以采用乙类互补对称功率放大电路，其理想情况下效率最高，但存在交越失真，且对称管不太容易匹配。小结1.功率放大电路的主要任务是在非线性失真允许的4.在互补对称电路中，有双电源电路（OCL）和单电源电路（OTL，BTL），其中OCL电路效率虽然高，但是管耗太高，而OTL电路虽然克服了OCL电路中管耗太高的缺点，但是输出功率太低，而BTL电路能在单电源的情况下输出与OCL电路一样大的输出功率。5.为了消除交越失真，采用甲乙类互补对称功率放大电路也可以获得接近乙类功率放大电路的效率。6.为了解决中大功率管互补配对问题，利用互补复合管获得大电流增益和较为对称的输出特性，保证功放输出级在同一信号下两个输出管交替工作，便形成准互补功率放大电路。4.在互补对称电路中，有双电源电路（OCL）和单电源电路（7.实际功率放大电路主要由输入级、中间级、输出级组成，此外，还有偏置电路负反馈自举等措施。由于集成功率放大器具有体积小、重量轻、安装调试简单、使用方便的特点，所以在电子设备、家用电器、微机接口、测量仪表、控制电路中得到了广泛应用。8.功率放大电路中功率管的散热与保护是一个很重要的问题，关系到它是否能输出足够大的功率以及是否能安全工作。7.实际功率放大电路主要由输入级、中间级、输出级组成，此外功率放大电路第10章10.1功率放大电路的特殊问题及其分类10.2互补对称功率放大电路10.3集成功率放大器功率放大电路第10章10.1功率放大电路的特殊问题及其分类10.1功率放大电路的特殊问题及其分类10.1.1功率放大电路的特殊问题10.1.2功率放大电路的分类10.1功率放大电路的特殊问题及其分类10.1.1功率放1、安全的提供尽可能大的输出功率10.1.1功率放大电路的特殊问题(Po)M表示最大输出功率，(Uom)M表示最大输出电压的幅值，(Iom)M表示最大输出电流的幅值。1、安全的提供尽可能大的输出功率10.1.1功率放大电路的2、提供尽可能高的功率转换效率3、允许一定非线性失真4、分析方法采用图解法5、功率管的散热和保护问题6、负载匹配问题2、提供尽可能高的功率转换效率3、允许一定非线性失真4、分析1．按放大信号频率分类分为低频功率放大电路和高频功率放大电路2．按晶体管导通时间分类10.1.2功率放大电路的分类1．按放大信号频率分类分为低频功率放大电路和高频功率放大电路甲类(=2)tiCO

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<<2)动画演示甲类(=2)tiCOIcm2ICQtiCQuCE

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QQ乙类工作状态失真大，静态电流为零，管耗小，效率高。甲乙类工作状态失真大，静态电流小，管耗小，效率较高。甲类工作状态失真小，静态电流大，管耗大，效率低。QuCEiCOtiCOQQ乙类工作状态失真大，静态电流3．按构成放大电路的器件分类分立元件功率放大电路和集成功率放大电路

4．按电路形式分类变压器耦合的功率放大电路无输出变压器的功率放大电路后者又有OTL、OCL、OCL三种形式。3．按构成放大电路的器件分类分立元件功率放大电路和集成功率放10.2.1互补对称功率放大电路的引出1.共射放大电路构成的甲类放大电路(a)共射放大电路(b)输出功率与效率的图解分析10.2互补对称功率放大电路10.2.1互补对称功率放大电路的引出1.共射放大（1）直流电源提供的直流功率

，即图（b）中矩形ABCO的面积。

（2）集电极电阻RC的功率损耗，即矩形QBCD的面积

（3）电路可能的最大交流输出功率（4）甲类功放的最大效率（1）直流电源提供的直流功率，即图（b）中矩形ABCO的面2.单管变压器耦合功率放大电路(a)电路(b)图解分析2.单管变压器耦合功率放大电路(a)电路（1）直流电源提供的直流功率（2）最大输出功率从变压器原边向负载方向看的交流等效电阻为（3）功放的最大效率（1）直流电源提供的直流功率（2）最大输出功率从变压器原3．互补对称功率放大电路的引出(a)电路(b)图解分析3．互补对称功率放大电路的引出(a)电路输出电压只有半个周期有输出波形，造成了输出波形严重截止失真。为了补上被截掉的半个周期的输出波形，可用PNP管组成极性相反的射极跟随器对负半周信号进行放大。这样，两个极性相反的射极跟随器互补组合就构成互补对称功率放大电路。10.2.2乙类互补对称功率放大电路1．变压器耦合乙类互补对称功率放大电路功率放大电路采用变压器耦合方式由于变压器体积庞大，比较笨重，消耗有色金属，而且在低频和高频部分产生移相，使放大电路在引入负反馈时容易产生自激振荡，所以现在常用无输出变压器的功率放大电路。输出电压只有半个周期有输出波形，造成了输出波形第10章功率放大电路课件2.OCL乙类互补对称功率放大电路（1）工作原理RLV1V2+VCC+ui+uoVEEui>0V1导通V2截止iC1io=iE1=iC1,uO=iC1RLui<0V2导通V1截止iC1io=iE2=iC2,uO=iC2RLui=0V1、V2截止2.OCL乙类互补对称功率放大电路（1）工作原理RLV1（2）参数计算OCL乙类双电源互补对称电路图解分析①最大输出功率

（2）参数计算OCL乙类双电源互补对称电路图解分析①最大②管耗②管耗③直流电源提供的直流功率③直流电源提供的直流功率④效率④效率（3）功率管的选择（3）功率管的选择3.OTL乙类互补对称功率放大电路OTL乙类互补对称功率放大电路3.OTL乙类互补对称功率放大电路OTL乙类互补对称功率放大（1）工作原理由于VT2、VT3对称，所以静态时电容CL的电压也就被充电为VCC/2，动态时，由于CL容量很大，在一个信号周期内，只要选择时间常数RLCL比正弦输入信号的最长周期大得多，CL上的电压基本不变，可视为一恒定的值VCC/2。因而CL在这里代替了另一个电源。这样少用一个电源，可使电路更简洁轻便，还可降低成本，此外CL还有隔直作用。该电路的原理同双电源时的情况相似。输入信号ui经VT1放大后，输出uC1信号。当uC1为正半周时，VT2管导通，VT3管截止，VCC经VT2管给电容C充电，形成电流iC2，即负载RL中的电流。当uC1为负半周时，VT3管导通，VT2管截止，电容C通过VT3放电，形成电流iC3，波形如图10-8中所示。由此可见，VT2和VT3轮流工作，使负载获得完整的正弦波信号。（1）工作原理由于VT2、VT3对称，所以静态（2）参数计算①最大输出功率②管耗

③直流电源提供的功率④效率（2）参数计算①最大输出功率②管耗③直流电源提供的功率（3）功率管的选择（3）功率管的选择10.2.3甲乙类互补对称功率放大电路1.甲乙类双电源互补对称功率放大电路给V1、V2提供静态电压tiC0ICQ1ICQ2克服交越失真思路：电路：10.2.3甲乙类互补对称功率放大电路1.甲乙类双电源互当ui=0时，V1、V2微导通。当ui>

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集成功率放大器10.3.2其它集成功放10.3.1LM386集成功放及其应用10.3集成功率放大器10.3.2其它集成功放10.组成：前置级、中间级、输出级、偏置电路特点：输出功率大、效率高有过流、过压、过热保护引言组成：前置级、中间级、输出级、偏置电路特点：输出功率大、效率10.3.1

LM386集成功放及其应用1.典型应用参数：直流电源：412V额定功率：660mW带宽：300kHz输入阻抗：50k12348765引脚图10.3.1LM386集成功放及其应用1.典型应用参数

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