乙类双电源互补对称功率放大电路的分析计算

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8.1 功 率 放 例大 电题 路分的 析一 般 问 题
例.如图，设BJT的β＝100，VBE=0.7V，VCES=0.5V，ICEO=0， 电容C对交流视为短路。输入信号vi为正弦波。(1) 计算电路 可能达到的最大不失真输出功率Pom；(2)此时Rb应调节到什 么数值？(3)此时电路的效率η＝？试与工作在乙类的互补
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8.1 功 率 放 例大 电题 路分的 析一 般 问 题
例.如图，已知VCC=12V，RL=16Ω，vi为正弦波，(1) 在BJT的
饱8.3和.2压分降析可计以忽算略不计的情况下，负载上可能得到的最大输
出功率Pom， (2)每只管子允许的管耗PCM至少应为多少？(3) 每个管子的耐压应为多大？
对称电路比较。
解.(1) v0(t)=V0+Vomsinωt，V0为直流分量， Vm为交流振幅
Rb vi C
12V RL 8Ω
v0 T
最大不失真功率：
Pom
V2 O
RL
1 RL
V0m
2
2
1 8
VCC 2
VCES 2
2
2.07
MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINEERING COLLEGE OF SHANDONG AGRICULTURAL UNIVERSITY
8.1 功 率 放 大 电 路 的 一 般 问 题
模拟电子技术基础
第四十四讲
MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINEERING COLLEGE OF SHANDONG AGRICULTURAL UNIVERSITY
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8.1 功 率 放 大 电 路 的 一 般 问 题

U(BR)CEO > 48 V
CM
ICM > 24 / 8 = 3 (A)
可选： U(BR)CEO = 60 100 V ICM = 5 A
1 1 I cm Uom I cm 2 2 2 2 1 2(V 1 2) 2 U V 1 CE(sat) U omCC / RL I om RL CC 2 2 Pom
V2
RL
VEE
4. 管耗
2 1 2 U V 1 U 0.2( Pom om CC om ) PC1每只管子最大管耗为 PC2 ( PDC Po ) 2 2 RL 2 RL U om VCC U om +VCC 5. 选管原则 ( V1 ) RL 4
2 1 V 2CC PC1 m 2 Po m 0.2 Pom 2 RL
例 7.2.1 已知：VCC = VEE = 24 V，RL = 8 ， 忽略 UCE(sat) 求 Pom 以及此时的 PDC、PC1，并选管。
[ 解] V 2CC 242 Pom 36 ( W) 2 RL 2 8 PDC= 2V2CC / RL
7.2 乙类双电源互补对称功率放大电路(OCL) (OCL — Output Capacitorless)
一、电路组成及工作原理
+VCC
V1 iC1
ui = 0 V1 、 V2 截止 ui > 0 V1 导通 V2 截止 io = iE1 = iC1, uO = iC1RL ui < 0 V2 导通 V1 截止 io = iE2 = iC2, uO = iC2RL
V1
+ ui

+VCC + uo

电以外，在VT1、VT2共同的输出端与负载电阻RL之
间串联一只大容量电容器C。在没有输入信号时，
调整基极电路的参数，使得电容C两端电压为VCC/2。 在输入信号的正半周时，VT1导通，电流自VCC经 VT1为电容C充电，经过负载电阻RL到地，在RL上产
生正半周的输出电压（电流方向如图中实线所指）。
在输入信号的负半周时， VT2导通，电容C
POm7.0573.6%
PV 9.58
（3）根据最大输出功率与最大管耗之间的关系， 可得到最大管耗为：
P T 1 m P T 2 m 0 .2 P O m 0 .2 7 .0 1 5 .41
（三）OTL甲乙类互补对称 电路
1.工作原理 2.典型电路分析
1.工作原理
图4-6所示电路与上述电路（图4-5）的不同之 处是，除了采用单电源（即将VT2集电极接地）供
真，如图4-4所示。
（2）基本甲乙类互补对称电路
为了减小和消除交越失真，通常在两基极间加二 极管（或电阻或二极管与电阻串联），给VT1和VT2两
管提供一定的稍大于UBE(th)的正向偏置，使两管有一适
当的静态电流，这样两管合成的特性就克服了输入特 性启始部分的非线性影响，从而消除了交越失真，这 就构成了甲乙类放大器。图4-5所示为基本甲乙类互补 对称功率放大电路。
管饱和压降UCES=1V，ICEO=0，RL=16Ω，VCC=32V，
求：
（1）电路的最大不失真输出功率POm。
（2）电路的效率η。
（3）单管最大管耗PTm。
解 （1）求电路的最大不失真输出功率，在考虑管 子的饱和压降时，电路的最大不失真输出电压幅 度为：
U cem V 2 CC U CE S1 23 2115

3.4互补对称功率放大电路3.4.1 放大电路的工作状态3.4.2 乙类双电源互补对称功率放大电路3.4.3 甲乙类互补对称功率放大电路3.4.4 单电源互补对称功率放大电路3.4.1 放大电路的工作状态二、功放性能要求：P om 大，η= P o / P DC 高，失真小，安全工作一、功放作用：提供具有足够大输出功率的不失真信号三、放大电路工作状态甲类(θ= 2π)乙类(θ= π)甲乙类(π< θ< 2π)⎰=πωπ20C )(21t d u i P CE C 故θ越小，效率越高乙类：失真大，静态电流为零，管耗小，效率高。

甲乙类：失真大，静态电流小，管耗小，效率较高。

甲类：失真小，静态电流大，管耗大，效率低。

ωti COI cm π2πI CQθωti C OI cm π2πI CQθωti COI cm πI CQ2πθ一、电路组成及工作原理u i = 0时，V1 、V2 截止, u O = 0。

假设三极管死区电压为零，则简称OCL电路O utput C apacitor l essi ou i < 0 V2 导通V1 截止i o = -i C2, u O ≈u i i o = i C1, u O ≈u ii ou i > 0 V1 导通V2 截止理想工作波形u i = 0时，V 1 、V 2 截止, u O = 0。

假设三极管死区电压为零，则i ou i < 0 V 2 导通V 1 截止i o = -i C2, u O ≈u ii o = i C1, u O ≈u ii ou i > 0 V 1 导通V 2 截止u o ≈u i Ot U om i C1 Ot I cmi C2 O t I cm i o O t I om =I cm二、性能分析1. 输出功率和最大不失真输出功率cmom omom o o o 2122I U I U I U P ===L 2cm L om 2212R I R U ==L2L2CES CC L 2ommom21 2)(2R V R U V R U P CC≈-==CCCES CC omm V U V U ≈-=2. 电源功率π=π==⎰πcm 0cm AV C2AV C1)(d sin 21I t t I I I ωω）（）（由于i C1 O t I cmi C2 Ot I cm2. 电源功率π=π==⎰πcm 0cm AV C2AV C1)(d sin 21I t t I I I ωω）（）（由于故得P D = I C1（A V ）V CC + I C2（A V ）V EE = 2I C1 （A V ）V CC= 2V CC I om /π= 2V CC U om /πR L最大输出功率时P Dm ≈2V 2CC / πR L 3. 效率D o P P η=4CC om V U π=最大输出功率时%5.784=π≈m η4. 管耗)o D C2C1(P P P P -==21)22(21L om 2L CC om R U R V U -π=)4(omCC L om U V R U -π=令02d d LomL CC om C1=-π=R U R V U P CC CCom6.02V V U ≈π=则得时管耗最大，L 2CC 2C1m R V P π=LCC2om21R V P ≈由om 2C1m 2P P π=得om 2.0P ≈应<P CM二、性能分析续选管原则P CM > 0.2 P omU(BR)CEO > 2V CCI CM > V CC / R L例3.4.1 解：下图中，V CC = V EE = 24 V ，R L = 8 Ω，试估算P om 以及此时的P D 、P C1，并选管。