第八章功率电路及系统

第八章功率电路及系统第1页，课件共35页，创作于2023年2月23三月2024模拟电子技术21.负载得到的交流功率PL2.电源供出功率PE3.管子功耗PC

4.转换能量的效率η8—1—2甲类(A类)功率放大器一、电路二、功率与效率的计算第2页，课件共35页，创作于2023年2月23三月2024模拟电子技术38—1—3互补跟随乙类(B类)功率放大器一、双电源互补跟随乙类功率放大器(OCL电路)1.电路2.功率与效率的计算1)输出交流功率PL2)电源提供的功率3)每管转换能量的效率η4)每个管子损耗PC第3页，课件共35页，创作于2023年2月23三月2024模拟电子技术43.选择功率管(1)已知PLm及RL，选UCC(2)已知PLm，选择管子允许的最大功耗PCM(3)管子的击穿电压U(BR)CEO(4)管子允许的最大电流ICM第4页，课件共35页，创作于2023年2月23三月2024模拟电子技术5第8章功率电路及系统（1）了解功率放大电路的类型及特点。（2）了解功率放大电路最大输出功率和转换效率的分析方法。（3）掌握乙类推挽功率放大器的电路组成、工作原理、分析方法和性能特点。第5页，课件共35页，创作于2023年2月23三月2024模拟电子技术68—1功率放大器8—1—1功率放大器的特点及工作状态分类一、特点(1)给负载提供不失真的、足够大的功率。(3)分析方法以图解法为主。(2)大信号工作。以提供给负载足够大的功率为主要目标的放大器。第6页，课件共35页，创作于2023年2月23三月2024模拟电子技术7(4)提高效率成为重要的关注点。(5)非线性失真与其他交流指标间的矛盾突出。

在效率高、非线性失真小、安全工作的前提下，向负载提供足够大的功率。对功率放大器的要求(6)功率器件的安全问题必须考虑。第7页，课件共35页，创作于2023年2月23三月2024模拟电子技术8图8—1放大器的工作状态分类(a)A类(导通角为360°)非线性失真小，但能量转换效率太低。理想情况下信号在360°内变化，管子均导通。二、工作状态分类第8页，课件共35页，创作于2023年2月23三月2024模拟电子技术9(b)B类(导通角为180°)图8—1放大器的工作状态分类非线性失真大，但能量转换效率很高。可通过改进电路结构，减小非线性失真。理想情况下工作点Q选在截止点，管子只有半周导通，另外半周截止。第9页，课件共35页，创作于2023年2月23三月2024模拟电子技术10(c)C类(导通角＜180°)图8—1放大器的工作状态分类主要用于高频功放中。进一步提高能量转换效率。工作点Q选在截止点下面，信号导通角小于180°第10页，课件共35页，创作于2023年2月23三月2024模拟电子技术11图8—2(a)甲类功放电路8—1—2甲类(A类)功率放大器一、电路变压器耦合，在ICQ一定时，通过调整变压比，使负载获得最大功率。第11页，课件共35页，创作于2023年2月23三月2024模拟电子技术12图8—2(b)甲类功放电路的交、直流负载线mm第12页，课件共35页，创作于2023年2月23三月2024模拟电子技术13最佳负载情况下：1.负载得到的交流功率PL设变压器效率ηT=1,则，即二、功率与效率的计算第13页，课件共35页，创作于2023年2月23三月2024模拟电子技术142.电源供出功率PEPE固定不变，与交流信号的大小或有无均无关。第14页，课件共35页，创作于2023年2月23三月2024模拟电子技术153.管子功耗PC

4.转换能量的效率η当Ucm(max)=UCC,Icm(max)=ICQ时，效率达到最高第15页，课件共35页，创作于2023年2月23三月2024模拟电子技术168—1—3互补跟随乙类(B类)功率放大器OTL、OCL、BTL、变压器耦合式等。OTL：OutputtransformerlessOCL：OutputcapacitorlessBTL：Balancedtransformerless（桥式推挽电路）第16页，课件共35页，创作于2023年2月23三月2024模拟电子技术17图8—3互补跟随乙类功率放大器(OCL电路)一、双电源互补跟随乙类功率放大器(OCL电路)1.电路第17页，课件共35页，创作于2023年2月23三月2024模拟电子技术18图8-3-1OCL电路中晶体管输入回路工作示意图第18页，课件共35页，创作于2023年2月23三月2024模拟电子技术192.功率与效率的计算图8—4互补跟随乙类功放负载线及工作点

(a)单管负载线；(b)双管负载线第19页，课件共35页，创作于2023年2月23三月2024模拟电子技术200iC2uCE2Q(0,-UEE)UEERLuCE1iC10Ucem(max)Q(0,UCC)UCCRL图8—4—1

互补跟随乙类功放单管负载线及工作点第20页，课件共35页，创作于2023年2月23三月2024模拟电子技术21图8—4互补跟随乙类功放负载线及工作点(a)单管负载线；(b)双管负载线乙类互补功率放大电路波形的合成.avi第21页，课件共35页，创作于2023年2月23三月2024模拟电子技术221)输出交流功率PLV1、V2为半周工作，但负载电流却是完整的正弦波。第22页，课件共35页，创作于2023年2月23三月2024模拟电子技术23信号增大，Uom增大，电压利用率也增大。若忽略集电极饱和电压，则最大ξ=1，故令称之为电压利用系数，那么第23页，课件共35页，创作于2023年2月23三月2024模拟电子技术24当信号为零时，工作点接近于截止点，ICQ=0，电源不提供功率；而随着信号的增大，iC增大，电源提供的功率也将随之增大。这点与A类功放有本质的差别。2)电源提供的功率第24页，课件共35页，创作于2023年2月23三月2024模拟电子技术25当信号最大时，Uom(max)≈UCC，所以PE=UCC·(iC1的直流分量)+|UEE|·(iC2的直流分量)第25页，课件共35页，创作于2023年2月23三月2024模拟电子技术263)每管转换能量的效率η当信号最大，ξ=1时，效率达到最高：B类的效率远比A类的高。信号越大，效率越高。第26页，课件共35页，创作于2023年2月23三月2024模拟电子技术274)每个管子损耗PC可见，每个管子的损耗PC是输出信号振幅的函数。将PC对Uom求导，可得出最大管耗PCm。令第27页，课件共35页，创作于2023年2月23三月2024模拟电子技术28得出，当时，每管的损耗最大：第28页，课件共35页，创作于2023年2月23三月2024模拟电子技术293.选择功率管(1)已知PLm及RL，选UCC，则(2)已知PLm，选择管子允许的最大功耗PCM。管子允许的最大功耗例如要求最大输出功率为10W时则只要选用两个额定管耗大于2W的管子就可以了。第29页，课件共35页，创作于2023年2月23三月2024模拟电子技术30(3)管子的击穿电压U(BR)CEO。第30页，课件共35页，创作于2023年2月23三月2024模拟电子技术31(4)管子允许的最大电流ICM。第31页，课件共35页，创作于2023年2月23三月2024模拟电子技术32作业8-18-2第32页，课件共35页，创作于2023年2月23三月2024模拟电子技术33功率放大器也可称为多级放大器的功率输出级。电压放大器：一般电压放大器为小信号放大器；以获得电压增益为主；主要考虑通频带等参数；功率放大器：为大信号放大器（单级）；以获得功率增益为主（大电压大电流）；主要考虑输出功率，非线性失真，安全保护等参数；第33页，课件共35页，创作于2023年2月23三月2024模拟电子技术34几