当前位置：文档之家 › [工学]南京邮电大学模拟电子线路第8章功率放大电路

[工学]南京邮电大学模拟电子线路第8章功率放大电路

  • 格式：ppt
  • 大小：2.19 MB
  • 文档页数：45

下载文档原格式

  / 45

合集下载

模拟电子技术基础——功率放大电路

模拟电子技术基础——功率放大电路

特点：存在较小的静态电
iB
iB
流 ICQ 、IBQ 。每管 导通时间大于半个
周期，基本不失真
IBQ
。
uBE
t
uB1
iC
t UT ICQ
iC VCC /Re ib IBQ Q VCC uce
第十九页，共31页。
2.带前置放大级的功率放大器
动画演示
（甲乙类互补对称电 路的计算同乙类）
第二十页，共31页。
. 单电源供电；
. 输出加有大电容。
（1）静态偏置
调整RW阻值的大
小，可使
UP
1 2
VCC
此时电容上电压
UC
1 2
VCC
第二十三页，共31页。
（2）动态分析
Ui负半周时， T1导通、T2截止； Ui正半周时， T1截止、T2导通。
（电容起到了负电 源的作用）
动画演示
第二十四页，共31页。
（3）输出功率及效率
总结：互补对称功放的类型
互补对称功放的类型
双电源电路 又称OCL电路 （
无输出电容）
Po max
VC2C 2RL
单电源电路
又称OTL电路
（无输出变压器
）
Po max
VC2C 8RL
第二十八页，共31页。
4.4 集成功率放大器
集成功率放大器DG4100简介：
第二十九页，共31页。
集成功放DG4100的外部接线图：
PoM
VCC 2 2 RL
2．U(BR)CEO2VCC
第十六页，共31页。
乙类互补对称功放的缺点
存在交越失真
ui
R1
t
D1
uo

南邮模拟电子第8章-功率放大电路习题标准答案

南邮模拟电子第8章-功率放大电路习题标准答案

习题1. 设2AX81的I CM =200mA ，P CM =200mW ，U (BR)CEO =15V ；3AD6的P CM =10W （加散热板），I CM =2A ，U (BR)CEO =24V 。

求它们在变压器耦合单管甲类功放中的最佳交流负载电阻值。

解：当静态工作点Q 确定后，适当选取交流负载电阻值LR '，使Q 点位于交流负载线位于放大区部分的中点，则可输出最大不失真功率，此时的LR '称为最佳交流负载电阻。

忽略三极管的饱和压降和截止区，则有LCQ CC R I U '=。

同时应满足以下限制：CM CQ CC P I U ≤⋅，2(BR)CEOCC U U ≤，2CMCQ I I ≤。

(1)对2AX81而言，应满足mW 200CQ CC ≤⋅I U ，V 5.7CC ≤U ，mA 100CQ ≤I 。

取mW 200CQ CC =⋅I U 。

当V 5.7CC =U 时，mA 7.26CQ =I ，此时L R '最大，Ω=='k 28.07.265.7L(max)R ； 当mA 100CQ =I ，V 2CC =U 时，此时L R '最小，Ω=='k 02.01002L(min)R ； 故最佳交流负载电阻值LR '为：ΩΩk 28.0~k 02.0。

(2)对3AD6而言，应满足W 10CQ CC ≤⋅I U ，V 12CC ≤U ，A 1CQ ≤I 。

取W 10CQ CC =⋅I U 。

当V 12CC =U 时，A 83.0CQ =I ，此时L R '最大，Ω=='46.1483.012L(max)R ； 当A 1CQ =I 时， V 10CC =U ，此时LR '最小，Ω=='10110L(min)R ； 故最佳交流负载电阻值LR '为：ΩΩ46.14~10。

2. 图题8-2为理想乙类互补推挽功放电路，设U CC =15V ，U EE =－15V ，R L =4Ω，U CE(sat)=0，输入为正弦信号。

(模电)功率放大电路课件

(模电)功率放大电路课件


VCC 2
(Uomax )2
Pomax
2 RL
VC2C 8RL
RW ui
max 78.5%
R6
R8 R1
R2 T4 R5
+ VCC
T1
T3
C UP
uO
T2 RL
5.4集成功率放大器LM386及其应用
• 1.LM386简介
• LM386是一种低电压通用型低频OTL集成功放。 该电路功耗低、允许的电源电压范围宽、通频 带宽、外接元件少, 广泛用于收录音机、对讲 机、电视伴音等系统中。输入端以地位参考， 同时输出端被自动偏置到电源电压的一半，在 6V电源电压下，它的静态功耗仅为24mW,使得 LM386特别适用于电池供电的场合。
功率放大电路
5.1 概 述 5.2 乙类互补对称功率放大电路 5.3 甲乙类互补对称功率放大电路
甲乙类双电源互补对称电路 甲乙类单电源互补对称电路
5.4 集成功率放大器 LM386及其应用
5.1 概述
什么是功率放大器？能输出较大功率的放大器称为功率放
大器。在电子系统中，模拟信号被放大后，往往要去推动一 个实际的负载。如使扬声器发声、继电器动作、 仪表指针偏 转等。由于功放属于大信号放大电路，故电路的动态分析方 法应采用图解法，而不再采用微变等效电路法。
• 2.LM386引脚图
• LM386的管脚排列如图所示, 为双列直插塑料封 装。 LM386有8个引脚，2、3脚分别为反相、同 相输入端; 4脚接地; 5脚为输出端; 6脚为电源端; 7脚为旁路端, 可外接旁路电容以抑制纹波; 1、8 脚为电压增益设定端。如果1、8两端之间接入不 同阻值的电阻和电容，即可得到20-200之间的电 压增益。

模拟电子技术基础--功率放大电路44页PPT

模拟电子技术基础--功率放大电路44页PPT
模拟电子技术基础--功率放 大电路
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡

《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。

模拟电子技术功率放大电路要点

模拟电子技术功率放大电路要点

集成电路
对于大功率放大，通常使用集成电路（IC） 。选择合适的IC型号，需要考虑其内部电路
结构、增益、带宽、散热性能等因素。
设计偏置电路和保护电路
要点一
偏置电路
为了使放大器在静态工作点上运行，需要设计偏置电路 。这通常包括设置基极和发射极的电压偏置，以确保晶 体管工作在饱和区。
要点二
保护电路
为了防止过电压、过电流等异常情况对晶体管和电路造 成损坏，需要设计保护电路。这可以包括过电压保护、 过电流保护和过热保护等措施。
进行测试
根据测试方程，进行实际测试。
分析结果
根据测试结果，分析电路的性能指 标。
波形法
观察信号波形
通过示波器等仪器观察信号波形。
分析波形参数
根据观察到的波形，分析信号的幅度、频率 等参数。
判断电路性能
分析产生波形的原因
根据波形参数，判断电路的性能指标。
根据观察到的波形，分析产生波形的原因。
04
功率放大电路的设计方法
设计输入和输出匹配电路
输入匹配电路
为了使输入信号能够有效地被放大并传输到晶体管，需 要设计输入匹配电路。这通常包括阻抗匹配和信号缓冲 等措施。
输出匹配电路
为了使输出信号能够有效地被负载吸收并转换为所需功 率，需要设计输出匹配电路。这通常包括阻抗匹配和信 号缓冲等措施。
05
功率放大电路的调试与测试
应用
甲类功率放大电路通常用于音频功率放大和射频功率放大等领域。
乙类功率放大电路
特点
乙类功率放大电路的晶体管仅在输入信号的半个周期内导通，晶体管静态工作点设置在负载线的上端或下端， 具有较高的效率。
应用
乙类功率放大电路常用于音频功率放大和射频功率放大等领域。

模拟电子技术-功率放大电路


2VCC Vom PV 22.5W RL
1 VCCVom Vom2 PT1 ( ) 5W RL 4
PT 2PT1 10W
18
功率BJT参数的选择
选择功放管时要求其极限参数要高于实际承受的最大值 最大允许耗散功率 PCM >PT1max 0.2Pom 耐压：| V(BR)CEO | > 2VCC
输出功率的大小等于 Vom Vom I om Vom Vom 功率三角形的面积 Po = 2 2 RL 2 RL 2 2 （见前页图） (Vom、Iom分别是交流输出电压及输出电流的幅值)
2
当Vom=VCC -VCES时, 得到 最大不失真输出功率Pom :
Pom (VCC VCES ) 2 2 RL
最大集电极电流：ICM > VCC / RL
19
乙类单电源互补对供电时, 输出端需接入大电容C 静态时电容上的电压
VCC vC 2
+VCC T1 vC RL
动态时电容相当于负电源, 为T2提供导通压降
VCC vi 2
+ C

其工作过程与双电源乙类功放相同
双电源形式（OCL） 单电源形式（OTL）
+VCC
T1
VCC vi 2
+ C
vC RL
+ vo -
T2
9
乙类双电源互补对称功放

电路组成 由一对NPN、PNP特性相同的互 iC1 iC2 补三极管组成，采用正、负双电
源供电。

工作原理
T1、T2在输入信号的正、负半周轮流导通，为推挽式
电路。 T1、T2导通时分别构成电压跟随器，则vo vi 。

南京邮电学院《模拟电子技术基础》第9章 功率电路及系统



1 Uo2 4 RL
可见，每个管子的损耗PC是输出信号振幅的函
数。将PC对Uo求导，可得出最大管耗PCm。令
dPC dUo

1 RL
(U CC


1 2
U
o
)

0
得出，当
Uo

2

UCC
时，每管的损耗最大：
PCm

1 RL
[UCC


2

U
CC

1 4
(2

U CC
)2
]

1
2
U
2 CC
RL
25
5
第9章 功率电路及系统
iC
0
iC Q
0
t
uBE
(a)
图9—1放大器的工作状态分类 (a)A类(导通角为360°); (b)B类(导通角为180°);(c)C类(导通角＜180°) 6
第9章 功率电路及系统
iC
iC
Q
0
π 2π t 0
uBE
(b)
图9—1放大器的工作状态分类 (a)A类(导通角为360°); (b)B类(导通角为180°);(c)C类(导通角＜180°)
PL
1 Uo2

2 PE
PL PE

2 RL UCC Uo
Uo
4 UCC

4
2
RL
当信号最大，ξ=1时，效率达到最高：
m


4

78.5%
可见，B类工作的效率远比A类的高。
(9—14)
24
第9章 功率电路及系统

《功率放大电路》PPT课件

V1 基极电位进一步提高，进 入良好的导通状态；
负半周，VB下降，V1截止，V2 基极电位进一步降低，进入
良好的导通状态。从而克服
死区电压的影响，去掉交越
失真。
+UCC
R1 V1
V1
B
UL
ui V2
iL
R2
V2 RL
-UCC
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” 。
HOME
甲乙类放大的波形关系：
b ib V1
V2
ic1 1ib ,
ib2

e
ie1
(1
1)ib ,
ic2 2ib2 ,
e
ic ic1 ic2 1 2 (1 1) ib
HOME
方式二：
e
e
b ib V1 V2
ic c
ib b
c ic
复合管构成方式很多。不论哪种等效方式，等效 后晶体管的性能确定均如下：
Po 18.1 55.7%
PU 32.5
HOME
(2) 在最大输出功率时，最大输出电压为24V。
Pom

1

U
2 CC
2 RL
1 24 36W 28
PUm

2

U
2 CC
RL
2 242
8
45.8W
PV = PU – Po= 45.8 - 36 = 9.8W (此时两管的功耗并
电压，又要输出大电流。 2。两者都放大信号，但前者要输出大电流，所以 对器件要求高，即耐压高，电流大，包括对三极 管，电阻，电容等。 2。后者对电源转换效率要求不高，因为输出功率 较小，所以电源本身功耗不大，一般可以不考虑 功率损耗。而前者对电源要求高，电路设计中要 提高能量转换效率。

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
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

24
4.每个管子损耗PT
PT

PE 2

Po 2
UCC π
Uom RL
1 Uo2m 4 RL
可见，每个管子的损耗PT是输出信号振幅的函数。 将PT对Uom求导，可得出最大管耗PTm。令
dPT dU om

1 RL
(UCC π

1 2
U
om
)

0
2020年3月4日星期三
K0400041S 模拟电子线路
2020年3月4日星期三
K0400041S 模拟电子线路
3
8.1 功率放大电路的特点与分类
以提供给负载足够大的功率为主要目标的放大器。
一、特点
(1) 给负载提供足够大的功率。 (2) 能量转换效率要高。 (3) 非线性失真要小 。
(4) 要考虑功放管的安全工作问题。 (5) 采用图解分析方法 。 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。
iC 2
iC1
u BE 2
u BE1
OCL电路中晶体管输入回路工作示意图
2020年3月4日星期三
K0400041S 模拟电子线路
33
例8-1 OCL功放电路如图8.9所示，设晶体管的饱和 压降可以忽略。
（1）若输入电压有效值Ui 12V ，求输出功率Po 、 电源提供的功率PE 、以及每管的管耗PT ； （2）如果输入信号增加到能提供最大不失真的功
1.管子的击穿电压U(BR)CEO
U(BR)CEO 2UCC
UCC
iC1 V1
uo
ui
V2
RL
iC2
－UEE
2020年3月4日星期三
K0400041S 模拟电子线路
27
2.管子允许的最大电流ICM
ICM

Icm

UCC RL
UCC
iC1 V1
uo
ui
V2
RL
iC2
－UEE
2020年3月4日星期三
23
3.每管转换能量的效率η
Po
1
U
2 om
2 Po 2 RL π Uom π
PE PE 2 UCC Uom 4 UCC 4
2
π RL
当信号最大，ξ=1时，效率达到最高：
m

π 4

78.5%
乙类的效率远比甲类的高。信号越大，效率越高。
2020年3月4日星期三
K0400041S 模拟电子线路
uCE1
Ucem (a)
Ucem(max)
图8.4 互补推挽乙类功放的输出特性
2020年3月4日星期三
K0400041S 模拟电子线路
17
uCE2 UEE iC2RL
iC2
UEE RL
Icm(max)
(0, -UEE) Q
Icm Ucem O uCE2 0 π
Ucem(max)
(b)
图8.4 互补推挽乙类功放的输出特性
Ucem Ucem(max)
Icm
Ucem
UEE RL
iC2
Ucem(max)
(c)
图8.4 互补推挽乙类功放的输出特性
2020年3月4日星期三
K0400041S 模拟电子线路
Icm(max)
19
1.输出交流功率Po
V1、V2为半周工作，负载电流为完整的正弦波。
Po

1 2
Icm
Ucem

1 2
K0400041S 模拟电子线路
36
（3） PTm 0.2Pom 0.2 78 15.6(W)
2020年3月4日星期三
K0400041S 模拟电子线路
14
8.3.1双电源互补推挽乙类功率放大电路(OCL电路)
一、电路结构及工作原理
ui
uCE1 UCC UEE uCE2
iC1
UCC
ui
iC1
iC2
V1 uo
uo
0
ωt ui
V2
RL
iC2
0
ωt
－UEE
图8.3 互补推挽乙类功率放大电路的原理电路
K0400041S 模拟电子线路
5
iC
iC
➢工作点Q选在截止点，管子只
有半周导通，另外半周截止。
Q
O
O π 2π ωt
➢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。
uBE ➢理想情况下
(b)
(b)乙类(导通角为90°)
78.5%
4
图8.1功率放大电路的工作情况
7
iC
iC
Q
O
π 2π ωt O
(d)
➢工作点Q在截止点以下， 信号导通角小于90° ➢主要用于高频功放中。进 一步提高能量转换效率。
uBE
(d)丙类(导通角小于90°)
图8.1功率放大电路的工作情况
2020年3月4日星期三
K0400041S 模拟电子线路
8
8.2 甲类功率放大电路
一、电路
UCC
2020年3月4日星期三
K0400041S 模拟电子线路
15
iC2
iC1
uB E2
uB E1
OCL电路中晶体管输入回路工作示意图
2020年3月4日星期三
K0400041S 模拟电子线路
16
二、 功率与效率的计算
Icm(max)
iC1
UCC RL
uCE1 UCC iC1RL
Icm
O
0π
(0, UCC) Q
UCC ICQ
RB
PE固定不变，与交流信号
的大小或有无均无关。
ui
TV1 +
UCC
N1
N2 RL
TV2
V
CB
(a)
2020年3月4日星期三
K0400041S 模拟电子线路
11
2.电路输出功率 PO
1
Po T
T 0
Ucm sint Icm sintdt

1 2 Ucm

Icm

K0400041S 模拟电子线路
35
（1）
Po

1 Uo2m 2 RL
Uo2 RL
Ui2 RL
122 4
36(W)
PE

2U CC I c(av)

2 π UCCIcm

2 2Uo πRLU CC Nhomakorabea2
2 12 25 68(W) 4π
PT

1 2
(PE

Po )

1 2
(68 36)
Pom

1 2
UC2C RL
2020年3月4日星期三
K0400041S 模拟电子线路
21
2.电源提供的功率PE
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。
UCC
iC1 V1
uo
ui
V2
RL
iC2
－UEE
2020年3月4日星期三
K0400041S 模拟电子线路
22
Ic(av)

1 2π
π 0
Icm
sin
t
dt

1 π
Icm
2 PE 2UCCIc(av) π UCCIcm
当信号最大时，Uom(max)≈UCC，所以
PEm

2 π
U
2 CC
RL
2020年3月4日星期三
K0400041S 模拟电子线路
Icm
Uom

1 2
Uo2m RL
UCC
iC1 V1
uo
ui
V2
RL
iC2
－UEE
2020年3月4日星期三
K0400041S 模拟电子线路
20
令 Uom 称之为电压利用系数，那么
U CC
Po

1 2

2UC2C RL
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ξm=1，故
第8章 功率放大电路 8.1 功率放大电路的特点与分类 一、特点 二、工作状态分类 8.2 甲类功率放大电路 一、电路 二、功率与效率的计算
2020年3月4日星期三
K0400041S 模拟电子线路
1
8.3 互补推挽乙类功率放大电路 8.3.1双电源互补推挽乙类功率放大电路(OCL电路) 一、电路结构及工作原理 二、功率与效率的计算 三、功率管的选择
Q
N UCC
Ucm
iB=IBQ 交流负载线
iB=0 uCE uCE
(b) ωt
图8.2(b)变压器耦合单管甲类功放电路的交、直流负载线
2020年3月4日星期三
K0400041S 模拟电子线路
10
二、功率与效率的计算
1.电源供出功率PE
PE

1 T
T
0 UCC( ICQ Icm sint )dt
K0400041S 模拟电子线路
28
3. 管子允许的最大功耗PCM
管子允许的最大功耗 PCM PTm 0.2Pom
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。
UCC
iC1 V1
uo
ui
V2