功率放大电路课件

第7章功率放大电路问答与思考：1、共射极基本放大电路的最大输出幅度、功率和效率？2、某扬声器的负载阻抗为8欧姆，请问用共射极电路驱动该扬声器会有哪些问题？7.1功率放大电路概述7.1.1功率放大电路的特点一、功率放大电路的分析方法

输出电压和电流较大，功放管特性的非线性不可忽略；不能采用小信号交流等效电路方法，应采用图解法。二、功率放大电路的主要技术指标

1、最大输出功率POM

2、转换效率

功率放大电路提供给负载的信号功率称为输出功率。输出功率是交流功率，而最大输出功率是在电路参数确定的情况下负载上可能获得的最大交流功率。功率放大电路的输出功率与电源所提供的功率之比称为转换效率。7.1功率放大电路概述7.1.1功率放大电路的特点三、功率放大电路中的晶体管

在选择功放管时，要特别注意极限参数的选择，以确保管子安全工作。如图所示。三条特性曲线限制了管子必须工作在安全工作区。

7.1功率放大电路概述7.1.2功率放大电路提高效率的主要途径功率放大电路主要分为甲类、乙类和甲乙类放大电路

甲类乙类甲乙类7.1功率放大电路概述7.1.2功率放大电路提高效率的主要途径由于甲类放大电路静态工作电流比较大，结果对电源的消耗比较大，电路效率低。在理想情况下，甲类功放的最高效率只能达到50%。

乙类功率放大电路中的功率管工作时，静态工作点选择在截止区的边缘。功率管的静态工作点位于甲类和乙类之间，则称为甲乙类功率放大电路。

提高效率与减小非线性失真存在严重矛盾！7.2甲类放大电路7.2.1甲类共射放大电路

忽略晶体管基极电流，电源输出的平均电流为ICQ；

电源提供的功率为ICQVCC，即电路的总功率；

集电极最大不失真交流电流为ICQ，最大不失真输出交流电压为ICQRC；最大输出交流功率Pom：(a)(b)(c)7.2甲类放大电路7.2.2射极输出器的输出功率与效率

设T3管的饱和压降为UCES3，输出uo正向振幅最大值Uom+,

在输入信号ui的负半周，随着输入信号幅值增大，T3出现截止（或T2达到饱和），输出uo负向振幅最大值Uom-。设T3管首先出现截止，则有设T2管首先出现饱和，T2管饱和压降为UCES2，7.2甲类放大电路【例7.1】设电路如图（上页）所示，输入信号ui为正弦信号，在给定参数条件下，进行电路输出功率和效率的计算。假定给定电路中VCC=VEE=12V，IREF=1.50A，RL=8Ω，假设各晶体管的饱和压降均为0V。解：先求电路最大输出功率Pom为了保证波形不发生失真，取以上三个幅值中最小的值作为最大输出幅度，因此输出电压是幅值为Uom=12V的正弦波，最大输出功率为：7.2甲类放大电路考虑到正弦信号的平均值是0，iC3的平均值ICIAV=IREF=1.50A，因此正电源VCC提供的功率为负电源VEE提供的功率为：电源供给的总功率为正负电源提供功率之和，负载输出功率为有用功，其他为无用功。则电路的效率为有用功与总功率之比

工作在甲类的射极输出器的效率较小，即使在理想情况下，甲类放大电路的效率最高也只能达到50%。7.3互补对称功率放大电路

7.3.1乙类双电源互补对称功率放大电路

2.动态分析设输入信号为正弦信号，输入信号正半周时，T1导通，T2截止，ic2=0。T1管导通的等效电路如图(a)所示，输出电压uo>0。负载RL得到正半周信号输出，如图(c)所示。(a)(b)(c)乙类双电源互补对称功率放大电路分析7.3互补对称功率放大电路

7.3.1乙类双电源互补对称功率放大电路

当输入信号为负半周时，即ui<0,T1截止,T2导通，ic1=0。T2管导通的等效电路如图7.7(b)所示，负载上的电流自下而上，输出电压uo<0。根据T2管所构成射极输出器的电压跟随特性，在负载RL上形成负半周电压信号输出。图7.8乙类功率放大电路的交越失真7.3互补对称功率放大电路

7.3.1乙类双电源互补对称功率放大电路

7.3互补对称功率放大电路

7.3.1乙类双电源互补对称功率放大电路

（1）输出功率根据功率定义，其大小为电压和电流有效值的乘积：

负载上得到的最大不失真输出功率为：7.3互补对称功率放大电路

7.3.1乙类双电源互补对称功率放大电路

（2）直流电源提供的功率

每个电源提供的平均电流为：

电源提供的总功率为：

若忽略

电源最大功率为：7.3互补对称功率放大电路

7.3.1乙类双电源互补对称功率放大电路

（3）管耗直流电源提供的功率与输出功率之差即为两个三极管的耗散功率两个三极管特性参数一致，在电路中耗散功率相同，则每个三极管的耗散功率为：7.3互补对称功率放大电路

7.3.1乙类双电源互补对称功率放大电路

（4）效率输出功率与电源提供的总功率之比为功率放大电路的效率

电路的最大效率为

7.3互补对称功率放大电路

7.3.1乙类双电源互补对称功率放大电路

（5）功率管的选择三极管的最大允许功耗应大于三极管在电路中的单管最大耗散功率，即在功率放大电路中，处于截止状态的三极管承受的最大反向电压达到约

三极管的最大耐压，即反向击穿电压三极管的最大集电极电流7.3互补对称功率放大电路

7.3.2甲乙类双电源互补对称功率放大电路

甲乙类互补对称功率放大电路7.3互补对称功率放大电路

7.3.3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TDA2030A内部电路构成7.4集成功率放大器

放大倍数计算：1脚、8脚开路时：1脚、8脚接电阻R时：1脚、8脚短路时：1脚、5脚接电阻R时：注意：外接电阻应只改变交流通路，不应改变直流通路，故外接电阻回路应串联一个大容量电容。1.集成OTL电路应用（LM386）（单电源、输出接电容）外接元件最少用法：音量调节相位补偿输出电容电压增益最大的用法：1脚、8脚短路：一般用法1脚、5脚接电阻：2.集成OCL电路应用（TDA1521）（双电源）双通道OCL电路，可作为立体声扩音机左、右两个声道的功放。电路内部引入了深度负反馈，闭环增益为30dB，并具有待机、静噪功能即短路和过热保护功能。3.集成BTL电路应用（TDA1556）（单电源，无输出电容）7.5功率放大电路的安全运行

1.热阻的概念热阻：热在物体中传导时所受到的阻力，用传递单位功率所产生的温差表示。2.功放管的散热问题齿轮形和板条形散热器

7.5.1功放管的散热7.5功率放大电路的安全运行

一次击穿：当c—e间电压增大到一定数值，晶体管将产生击穿现象；二次击穿：一次击穿后，集电极电流加大，若不限制，晶体管工作点将快速变化到A点，电流剧增，管压降减小。晶体管二次击穿后，性能将明显下降，甚至造成永久性损坏，应避免。7.5.2功放管的二次击穿练习题：1.电路如图所示。管子T1、T2在输入信号vi的作用下一周期内轮流导电约180度，电源电压Vcc=20v，负载RL=8Ω，VCES=0，试计算：⑴在输入信号vi＝10v(有效值)时，电路的输出功率、管耗、直流电源输出的功率和电路的效率。⑵当输入信号vi的幅值Vim=Vcc=20v时，电路的输出功