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【电子教案模拟电子技术】第八章功率放大电路.pptx

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第八章功率放大电路(电气)PPT课件

第八章功率放大电路(电气)PPT课件
1
第8章 功率放大器
8.1 引言 8.2 功率放大器的特点和分类 8.3甲类功率 8.4乙类双电源互补对称功率放大器 8.5甲乙类双电源功率放大器 8.6甲乙类单电源功率放大器 8.7桥式功率放大器 8.8集成功率放大器
2020/10/13
2
8.1 引言
功率放大电路是一种以输出较大功率为目的 的放大电路。它一般直接驱动负载，带负载 能力要强。
损耗在功率放大管上的功率叫做功放管的损耗，用Pc表示。Байду номын сангаас
(4) 效率要高
Po 10% 0
PD
Po:提供给负载的交流功率 PD:直流电源提供的功率
2020/10/13
6
4、功放管的保护与散热问题 因为低频功率放大电路,转换效率η≤78%，所以相当大
的功率消耗在管子集电结上，使管子温度升高，当结温超
过允许值（硅管约200℃，锗管为100℃）功放管被损坏，
所以必须给功放管加散热片。 如加
200mm×200mm×3mm的散热片后Pom可由2W提到10W。
2020/10/13
7
功率放大电路的工作状态与效率的关系
1、提高η对功放电路非常重要，如何提高η呢？
在小信号放大电路中，在保证输出信号不失 真情况下，静Q应尽量选低，降低静态功耗,η自然 就提高。所以η和静Q有密切的关系
2020/10/13
8
2、功放管工作的三种状态 (1)甲类：静态工作点处负载线 中间.如图(a)所示 A、三极管导通角为360°，不 管有无交流输入信号ui， PE=ICUCC。 B、当ui=0时，PE全部消耗在管 子和电阻上。 当ui≠0时， PE一 部分转换为PO，另一部分消耗在 功放管上,理想情况下n≤50%。 C、甲类工作状态非线性失真小， 但η低。 2020/10/13

模拟电子技术第八章功率电路-文档资料66页

模拟电子技术第八章功率电路-文档资料66页

VC2C/8RL
(1-9)
§8.1 功率放大电路
电源供给功率： PV2102VCC iCdt
2 1 0 2V CC ICQ Icm si n td t
VC2C/2RL 效率： P PV o max PPoVm25% 如何解决效率低的问题？
组成互补对称式射 极输出器。
iL
PNP型 RL
uo
T2 -VCC
(1-11)
§8.1 功率放大电路
（2）工作原理（设ui为正弦波，三极管导通压降为零）
静态时：
ui = 0V T1、T2均不工作 uo = 0V
+VCC T1
ic1
动态时：ui ຫໍສະໝຸດ 0V ui 0VT1导通，T2截止 ui iL= ic1 ;
信
电
功
号
压
率
提
放
放
取
大
大
(1-2)
§8.1 功率放大电路
1.功放电路特点
(1)输出功率Pomax尽可能大
(2) 功放电路中电流、电压要求都比较大，必须注 意电路参数不能超过功放管的极限值: ICM 、 UCEM 、 PCM 。 注意对功放管散热和保护。
Ic ICM
PCM
uce
UCEM
(1-3)
§8.1 功率放大电路
甲乙类：导通角大于180°， 失真大， 静态电流小 ，管 耗小，效率较高。，
乙类：导通角等于180°， 失真大，静态电流为零 ， 管耗小，效率高。 丙类：导通角小于180°
(1-6)
§8.1 功率放大电路
问题讨论:
射极输出器输出电阻低，带负载 能力强，可以用做功率放大器吗
Ic VCC /RL

《功率放大电路 》课件

《功率放大电路 》课件
《功率放大电路》 PPT课件
xx年xx月xx日
• 功率放大电路概述 • 功率放大电路的工作原理 • 功率放大电路的设计与实现 • 功率放大电路的常见问题与解决
方案 • 功率放大电路的发展趋势与展望
目录
01
功率放大电路概述
定义与特点
总结词：基本概念
详细描述：功率放大电路是一种电子电路，其主要功能是将微弱的输入信号放大 至足够大的功率，以满足各种应用需求。其主要特点包括高输出功率、高效率、 良好的线性度和稳定性等。
功率放大电路的效率问题
01
功率放大电路的效率直接影响到能源利用率和设备发热情况。
02
功率放大电路的效率是指在输出功率中有效功率所占的比例。
如果效率不高，会导致能源利用率低，设备发热严重。
解决方案： 采用高效功率放大器件和拓扑结构减小能量损耗。
05
电流连续工作模式，晶体管在整个信号周期内均 处于导通状态，适用于低频信号放大。
乙类功率放大电路
采用两个晶体管分别放大正负半周期信号，以实 现功率放大，适用于高频信号放大。
3
甲乙类功率放大电路
结合甲类和乙类放大电路的特点，晶体管在信号 正负半周期内导通，适用于一般信号放大。
功率放大电路的效率分析
01
失真
由于非线性效应引起的输出信 号畸变程度。
带宽
表示功率放大电路能够正常工 作的频率范围。
03
功率放大电路的设计与实 现
功率放大电路的设计原则
效率优先
设计时应优先考虑效率，确保电路在放大信 号的同时，尽可能减少能量损失。
线性度
在放大过程中，应保持信号的线性关系，避 免失真。
稳定性
为避免自激振荡，电路设计应确保功率放大 电路的稳定性。

功率放大电路PPT课件

功率放大电路PPT课件

知识清单
知识清单
2.LM386
LM386是一种小功率音频放大器，它外接元件少，功耗低，频率响应范围宽等。电源电压
使用范围为4～16V。图3-4（a）为管脚功能图、图3-4（b）为典型应用电路。
知识点精讲
【知识点1】甲类功率放大电路的计算
【例1】已知某甲类功率放大电路的 = 12, = 30, = 8Ω，求输出功率 ，变压比
知识点精讲
【解】本题选B。
知识点精讲
下列描述OCL和OTL功放电路功能不正确的是
（ ）
A.都能实现功率放大功能，都能消除交越失真
B.OCL电路采用双电源，电路结构复杂，OTL功放电路结构简单，便于集成
C.OCL功放电路广泛应用于一些高级音响设备中
D.LM386集成功放的内部为OTL电路
【分析】乙类OCBiblioteka 和OTL功放电路都存在交越失真，但在对称的功放管前加上偏置电路，为功
内半周导通，半周截止。
（3）甲乙类:Q点位置略高于乙类，但低于甲类。当输入正弦信号时，功放管导通大于半
周。
知识清单
二、甲类功率放大电路
1.电路特点:非线性失真小，但静态电流较大，晶体管消耗的功率大，效率低。输入与输出
均采用变压器耦合，输出变压器的作用一方面隔断直流耦合交流，另一方面变换阻抗，使负载
采用一个正电源和一个负电源供电，发射极输出，直接耦合。
2.输出功率
1 2
≈
/
2
3.实用电路为克服交越失真，电路需设置静态工作点，使功放管处于微导通状态。选用功放管
时，极限参数应满足:


> 2 , >

, > 0.2

模电 第8章 功率放大电路

模电 第8章 功率放大电路
iC/mA
功率三角形
Q` Q
60uA 40uA
60uA
Iom
ICQ t
Q
40uA 20uA
Q`` 20uA
Vo
m
vCE/V vCE/V
t
vCE/V
但是非线性失真会变严重 Vom
t
VCEQ
6
+VCC
(3) 如何提高输出功率(a)
Vom、Iom Po
+
2 CC
Rb
c b e RL T
Vom I om 1 Po = Vo I o Vom I om 2 2 2 1 VCC VCC , I Vommax ommax 2 RL 2
Rs
Ii + Vi –
+ Vi1 Ri1 –
Ro1
Ro2
Ro3
Io
+ –
+ Vs –
+ 放大电路 –
+ +
Ri2
AVO1Vi1 Vo1 Vi2
+ 放大电路 –
+ +
Ri3
AVO2Vi2 Vo2 Vi3
+ 放大电路 –
+ Vo –
RL
AVO3Vi3 Vo3
–
–
–
–
输入级—Ri 共集、共射
Ri 2个信号 相减
1. 功率放大电路的特点及主要研究对象 几个特殊问题（主要研究对象）
Vom I om (3) 如何提高输出功率(a) Po = Vo I o 2 2
Vom、Iom Po
(3) 如何提高输出功率(b) Po = PV PT PT Po （即提高效率） 减小直流功率消耗减小PT

功率放大电路(模拟电子技术)

功率放大电路(模拟电子技术)

Po
Vo 2
2
.
1 RL
Vo 2 2RL
最大输出功率:
Pom
(Vom 2
)2
1 RL
4、直流电源供给的功率是多少？
PE PVC PVE
5、管耗是多少？ PT PE PO
6、效率是多少？ η Pom PE 100%
例题：电路参数如下，试计算最大输出功率T1管耗电流源
19
的损耗及效率，设T1的饱和电压VCES≈0.2V
令 vo Vom sin t 单个管子在半个周期内的管耗
PT1
=
1 2π
π
0 vCEiC
d( t)
1 2π
π 0
(VCC
vo
)
vo RL
d( t)
1 2π
π 0
(VCC
Vo
msint
)
Vo
msint
RL
d(
t)
1 2π
π
(VCCVom
sint
V2 om
sin2t )
d(
t)
0
RL
RL
1
工作状态小结 类别 工作点 波 形
甲类 较高
13
导通角 特点
无失真
360
效率低
乙类 最低
180 失真大 效率最高
甲乙类 较低
180 — 失真较大
360
效率较高
功率放大电路提高效率的主要途径:
降低静态功耗，即减小静态电流。
（4）功率放大电路的性能指标
14
p • 输出功率
： o
PO
V0I0
Vo2 RL
Pom
Vom 2
2

功率放大电路PPT课件

在 vom2Vcc0.6V 4cc 处，将Vom=0.64VCC代入PT表达
式，可得PTmax为：
PTma=x2V πCRC VLomV 2oRm L 2 2VCπC 0R .6LV 4CC(0.62R V 4L CC )2
2.5V 6CC 20.642VCC 2
2πRL
2RL
0.8Pomax0.4Pomax0.4Pomax
模拟电子技术基础
第十七讲
主讲 ：黄友锐
安徽理工大学电气工程系
.
1
17.1 概述 17.2 乙类互补功率放大电路 17.3 其它类型互补功率放大电路
.
2
17.1 概述
功率放大电路是一种以输出较大功率为目的 的放大电路。为了获得大的输出功率，必须使
输出信号电压大； 输出信号电流大； 放大电路的输出电阻与负载匹配。
图17.03 交越失真
动画17-2 .
动画17-3
10
为解决交越失真，可给三极管稍稍加一点偏 置，使之工作在甲乙类。此时的互补功率放大电 路如图17.04所示。
(a)利用二极管提供偏置电压 (b)利用三极管恒压源提供偏置
图17.04 甲乙类互补功率放大电路
.
11
（3）参数计算
1．最大不失真输出功率Pomax
对一只三极管
PTmax 0.2Pomax . 图17.05 乙类互补功放电路的管耗15
4．效率η
当Vom = VCC 时效率最大，η=π/4 =78.5％。
P oIoV m om
P V 2
2V C πIC om π 4V V C om C
.
16
(4) 大功率三极管输出特性曲线的分区
三使极用管和在一 安大样 全功确分 角率过V定有 度三(B损过的放还极R)耗过C电，大分管E区O电流超区有的所由压区过、输决集区是此饱出定电由由值和特。极c最，区性、功大β中、e间耗允将，截的P许明除止C击m集显了区所穿电下与外决电极降普，定压电。通从。流

模拟电子技术基础课件第八章功率放大电路.pptx


因为
PT1
1 RL
(VCCVom π
Vom2 ) 4
当
Vom
2 π
VCC
≈0.6VCC
时具有最大管耗
PT1m
1 π2
• VC2C RL
≈0.2Pom
选管依据之一
8.3.3 功率BJT的选择
功率与输出幅 度的关系 2. 功率BJT的选择
（自学）
end
8.4 甲乙类互补对称功率 放大电路
8.4.1 甲乙类双电源互补对称电路 8.4.2 甲乙类单电源互补对称电路
根据正弦信号整个周期内 三极管的导通情况划分 甲类：一个周期内均导通 乙类：导通角等于180° 甲乙类：导通角大于180° 丙类：导通角小于180°
end
8.2 射极输出器——甲类放大的实例
简化电路
带电流源详图的电路图
特点：电压增益近似为1，电流增益很大，可获得较大的功
率增益，输出电阻小，带负载能力强。
• 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。20.11.1715:43:5615:43Nov-2017-Nov-20
• 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。15:43:5615:43:5615:43Tuesday, November 17, 2020
• 13、志不立，天下无可成之事。20.11.1720.11.1715:43:5615:43:56November 17, 2020
8.2 射极输出器——甲类放大的实例
电压与输入电压的关系 vO (vI 0.6)V
设T1的饱和压VCES≈0.2V vO正向振幅最大值
Vom VCC 0.2V
vO负向振幅最大值 若T1首先截止
Vom I BiASRL

模拟电子线路 康华光版 第8章 功率放大电路


iL T2 RL
-USC 两管导通时间均比半个周期大一些的工作方式称为 甲乙类放大” “甲乙类放大” 。 退出
甲乙类放大的波形关系： 甲乙类放大的波形关系： 特点： 特点：存在较小的静态 电流 ICQ 、IBQ 。 每管导通时间大 于半个周期， 于半个周期，基 本不失真。 本不失真。 t iC USC /RE
T2 iL RL uo +USC T1
ic1
ic2
-USC
T1、T2两个晶体管都只在半个周期内工作的方 称为乙类放大 乙类放大。 式，称为乙类放大。
退出
乙类放大的输入输出波形关系: 乙类放大的输入输出波形关系 ui t 死区电压 u´ o ´ t u"o t uo t 交越失真 ui T2 -USC 交越失真： 交越失真：输入信号 ui在过零 前后， 前后，输出信号出现的失真便 为交越失真。 为交越失真。
RE
USC Rb
Q
USC uo ui RE uo uo
退出
uce
t
为使输出信号的幅值尽可能大(要保证不失真 ， 为使输出信号的幅值尽可能大 要保证不失真)，静 要保证不失真 态工作点（ ）设置较高（靠近负载线的中部）。 态工作点（Q）设置较高（靠近负载线的中部）。 Ic 交流负 载线 直流负 载线 Q uCE USC uo的取 值范围 静态工作点： 静态工作点： UCEQ = 0.5USC
模拟电子线路
第八章
功率放大器
第八章 功率放大器
§8.1 §8.2 §8.3 §8.4 §8.5 功率放大电路概述 互补对称功率放大电路 实际功放电路 集成功率放大器 变压器耦合式功放电路
退出
§8.1 功率放大电路概述
功率放大器的作用： 用作放大电路的输出级 输出级， 功率放大器的作用： 用作放大电路的输出级，以驱 动执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、 动执行机构。如使扬声器发声、继电器动作、 仪表 指针偏转等。 指针偏转等。 例1： 扩音系统 ： 信 号 提 取 电 压 放 大 功 率 放 大

【电子教案--模拟电子技术】第八章功率放大电路

第 八章 功率放大电路
8.1 互补对称功率放大电路 8.2 集成功率放大器及其应用
8.1 互补对称功率 放大电路
引言
8.1.1 乙类双电源互补对称功率放大电路
8.1.2 甲乙类互补对称功率放大电路
引言
一、
功率放大的 特殊要求
Pomax 大，三极管尽限工作
= Pomax / PDC 要高
失真要小
V1 微导通 充分导通 微导通； V2 微导通 截止 微导通。 当 ui > 0 ( 至 )， V2 微导通 充分导通 微导通； V1 微导通 截止 微导通。
克服交越失真的电路
V3 V4
V1
B1
Rt
V2
B2
V1 V2
R1
V1
R2
V3
V2
T R t U B 1B2 UCE3UR B2E(3R1R2)
8.1.2 甲乙类互补对称功率放大电路 一、甲乙类双电源互补对称功率放大电路
电路：
克服交越失真思路：
R
iC
ICQ1 ICQ20
给 V1、V2 提 V3 供静态电压 V4
t +
ui
V5
+VCC
V1
+ RL uo V2 VEE
8.1.2 甲乙类互补对称功率放大电路
当 ui = 0 时，V1、V2 微导通。 当 ui < 0 ( 至 )，
= 2 242 // ( 8) = 45.9 (W)
PC112(PDCPo)= 0.5 (45.9 36) = 4.9 (W) P C 1 m 0 .2 3 7 6 .2 (W )
U(BR)CEO > (A) PCM = 10 15 W
可选： U(BR)CEO = 60 100 V ICM = 5 A
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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。
模 拟电子技术
8.1.1 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
模 拟电子技术
= Pomax / PDC 要高
失真要小
模 拟电子技术
二、共发射极放大电路的效率问题
设“Q”设置在
交流负载线中点
+VCC
iC
iC
RB RL C1 +
Icm
IC
Q
uce = uo
O
tO
Pomax Ic Uce
1 2
IcmU cem
S
Ucem
uCE VCC
PDC iC VCC I CVCC 4S
0.12(P2oUm omVCC 2 RL
U
2 om
2 RL
)
5. 选管原则
PCM > 0.2 Pom
U om RL
(VCC
VU14om +) VCC
+
令 dPC1U(BRV)CCECO> U2VomCC 0
ui
dUomICM>RVLCC /2RRLL
则：U om
2VCC
时管耗最大，即：
V2
PC1m
模 拟电子技术
第 八章 功率放大电路
8.1 互补对称功率放大电路 8.2 集成功率放大器及其应用
模 拟电子技术
8.1 互补对称功率 放大电路
引言
8.1.1 乙类双电源互补对称功率放大电路
8.1.2 甲乙类互补对称功率放大电路
模 拟电子技术
引言
一、
功率放大的 特殊要求
Pomax 大，三极管尽限工作
t +
ui
V5
+VCC
V1 +
RL uo V2
VEE
模 拟电子技术
8.1.2 甲乙类互补对称功率放大电路
当 ui = 0 时，V1、V2 微导通。 当 ui < 0 ( 至 )，
V1 微导通 充分导通 微导通； V2 微导通 截止 微导通。 当 ui > 0 ( 至 )， V2 微导通 充分导通 微导通； V1 微导通 截止 微导通。
242 28
36 (W)
ui
PDC= 2V2CC / RL
V1 +VCC
+
RL uo
V2
VEE
= 2 242 // ( 8) = 45.9 (W)
模 拟电子技术
PC1
1 2
( PDC
Po )
=
0.5
(45.9
36)
=
4.9
(W)
PC1m 0.2 36 7.2 (W)
U(BR)CEO > 48 V
Po
1 2
U
2 om
/
RL ,
PDC = 2VCCIcm /
模 拟电子技术
二、复合管互补对称放大电路
1. 复合管(达林顿管)
目的：实现管子参数的配对 (1 + 2 + 12) ib1
ic ib
1 ib1
ib1 V1
(1 + 1) ib1
ie
2(1+1) ib1
1 2
rbe= rbe1+ (1 + 1) rbe2
ICM > 24 / 8 = 3 (A)
PCM = 10 15 W 可选： U(BR)CEO = 60 100 V
ICM = 5 A
模 拟电子技术
8.1.2 甲乙类互补对称功率放大电路 一、甲乙类双电源互补对称功率放大电路
电路：
克服交越失真思路：
R
iC
ICQ1 ICQ20
给 V1、V2 提 V3 供静态电压 V4
VEE
模 拟电子技术
二、功率和效率
1. 输出功率
V1 +VCC
最P3最2ηo.最最最.PP大效I大实电oDC大大mU大UImP输1C12率不a际源PcoDxo输U输=m输omC出I失m约功miIc2出出C出C(o功真41V为m率1功功V功4C输UV率/1CCV26C率2率R7o率C出10UCCm82L+CU%P时U.m时o电R50omII2Cm%ULc/I：oC压：mEmR12c2C(m1RVsP2、ILEasLtPEoD(2I()ismVE电)CcnaD2mVtCCR=)流=CC4=Lt2C2V幅U12dV2122I/UC(VUVCoRR度C2mRC1CLCoLV22LEt：CCmC)(CCs/IaCc/tu)m+R)I=i2cRLm2LVVC212CU(VVoRRCmECLLE/)R2u+oL
模 拟电子技术 克服交越失真的电路
V3
V1
B1
V1
V4
Rt
V2
B2
V2
R1
V1
R2
V3
V2
T Rt UB1B2
UCE3
U BE3 R2
( R1
R2 )
模 拟电子技术 实际电路
R
V3 V4
+ ui
V5
+VCC
V1
+
RL V2
uo
VEE
R3
+VCC
V3
R*1
V1
R2
V4 V2 RL
+ uo
R4
RL
VV2ECEC 2 RL
+ uo
Pom
1 2
V
2 CC
RL
2 PC1m 2 Pom 0.2Pom
模 拟电子技术
例 8.1.1 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]
+
Pom
V
2 CC
2 RL
max Pomax / PDC 25 %
模 拟电子技术
三、放大电路的工作状态
iC
ICQ
Icm
O 2 t 甲类( 2 )
iC ICQ
O
Icm
2 t
乙类( )
iC
ICQ
Icm
O 2 t
甲乙类( < < 2 )
模 拟电子技术
iC
O
iC tO
Q Q Q uCE
甲类工作状态失真小，静态电流大，管耗大，效率低。
+ ui
RL V2 iC1
+ ui < 0 V2 导通 V1 截止
uo
io = iE2 = iC2, uO = iC2RL
VEE
模 拟电子技术
问题： 当输入电压小于死区电压时，
三极管截止，引起 交越失真。
交越失真
输入信号幅度越小失真越明显。
模 拟电子技术
4. 管耗
PC1每只PC管2 子12最( P大DC管耗Po为)
V2
(1 + 1) (1 + 2) ib1
= (1 + 1 + 2+ 12) ib1
模 拟电子技术
V1 V2
NPN + NPN
NPN
V1 V2
PNP + PNP
PNP
V2 V1
NPNБайду номын сангаас+ PNP
NPN
V1 V2
PNP + NPN
PNP
模 拟电子技术
构成复合管的规则： 1) B1 为 B，C1 或 E1 接 B2 ， C2、E2 为 C 或 E； 2) 应保证发射结正偏，集电结反偏； 3) 复合管类型与第一只管子相同。