《功率輸出級電路》PPT課件.ppt
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4.4功率輸出級電路,,,什么是功率放大電路：能夠向負載提供足夠信號功率的放大電路稱為功率放大電路，簡稱功放。,功率放大電路與其他放大電路的區(qū)別：從能量控制和轉換的角度看，功率放大電路與其他放大電路在本質(zhì)上沒有根本的區(qū)別，只是功放既不是單純追求輸出高電壓，也不是單純追求輸出大電流，而是追求在電源電壓確定的情況下，輸出盡可能大的功率。,二、OCL、OTL互補推挽功率放大器,三、MOS輸出級電路,一、功率放大器的特點、指標和分類,四、達林頓組態(tài)（復合管）,一、功率放大器的特點、指標和分類,1.功放的任務及主要研究對象,功放與電壓放大器的任務不同：,電壓放大器：,電壓放大器為小信號放大器，以獲得電壓增益為主，主要研究對象是電壓增益、輸入輸出電阻等。,功率放大器：,為大信號放大器，以獲得功率增益為主，主要研究的對象是輸出功率、效率和失真等問題。,2.功放的主要特點,①根據(jù)負載要求，提供所需的輸出功率。,③一般直接驅動負載，帶載能力要強。,②管子工作在接近極限狀態(tài)。,④工作于大信號狀態(tài)，屬于非線性電路，常用圖解法分析。,要解決的主要問題：,①提高效率;,②減小失真;,③管子的保護.,3.功放的主要技術指標：,①最大輸出功率POmax:,②轉換效率η:,功率放大電路提供給負載的信號功率稱為輸出功率。,在輸入為正弦波且輸出基本不失真的條件下，輸出功率是交流功率，表達式為PO=IOUO。最大輸出功率是在電路參數(shù)確定的情況下，負載上可能獲得的最大交流功率。,功放的輸出功率即負載吸收的功率都是由直流電源提供的，希望電源提供的功率盡可能地轉換為交流輸出功率，而其他各種耗散功率應盡可能的少。因此定義功放的轉換效率為：,4.功放工作狀態(tài)的分類：（P117）,根據(jù)正弦輸入信號的整個周期內(nèi)功放管的導通情況，可分為：,乙類（B類）：,甲類（A類）：,甲乙類（AB類）：,丙類（C類）：,,,,,整個周期都導通，導通角?=360；,大于半個周期導通，導通角180>UCES,5.OCL乙類互補推挽功率放大器的分析估算,,電源的平均功率PE:,電路的轉換效率η:,最大轉換效率ηmax:,理想情況下,6.晶體管的極限參數(shù):,ICM、BUCEO、PCM,（1）集電極最大允許電流ICM：,實際中應留有一定裕量,（2）反向擊穿電壓BUCEO：,當一只管子飽和導通時，另一只截止的管子承受最大反向電壓:,實際中應留有一定裕量,（3）集電極最大允許功耗PCM：,PCM取決于單管的最大平均管耗PT1max：,什么時候管子的平均管耗最大呢？,管子功耗與輸出電壓幅值的關系為:,PT1對UOm求導，并令其為0，可得,將UOm代入PT1的表達式，可得,,乙類,以上計算公式同樣適用于甲乙類互補推挽功率放大器。,歸納：OCL互補推挽功率放大器的指標估算式：,靜態(tài)時，K點電位被調(diào)至EC/2，,電容被充電到EC/2。,若電容足夠大，則在有信號輸入時，可認為其上的電壓保持不變，即相當于一個電壓為EC/2的恒壓源。,K,ui負半周，V2導通，而V3截止，V2集電極回路的直流電源電壓為EC/2。,ui正半周，V3導通，而V2截止，V3導電時依靠電容上的電壓供電，V3集電極回路的直流電源電壓為-EC/2。,,甲乙類,,,,OTL電路的功率、管耗、效率都可用OCL電路的公式來計算，但要注意電源電壓應以“EC/2”代入。,電路的性能指標：,三、OTL互補推挽功放,OTL、OCL互補對稱功放的比較,四、達林頓組態(tài)（復合管）,達林頓管又稱復合管。它將二只三極管適當?shù)倪B接在一起，組成一只等效的新的三極管。這個等效三極管的放大倍數(shù)是二者之積。達林頓組態(tài)常用于功率放大器和穩(wěn)壓電源中。,1.達林頓組態(tài)的四種連接方式：,同型NPN達林頓組態(tài),異型NPN達林頓組態(tài),,,同型PNP達林頓組態(tài),異型PNP達林頓組態(tài),,達林頓電路有四種接法：NPN+NPN，PNP+PNP，NPN+PNP,PNP+NPN,2、組成復合管的要求：,①在三極管的連接關系上，應保證前級三極管的輸出電流與后級三極管的輸入電流實際方向一致。,②要求外部電極連接的節(jié)點處，外電流必須為兩個電極電流之和，即后級管子的發(fā)射極必須單獨接出。,③復合管的管型與前一級三極管相同。,,,,,,,,,例題：分析以下的接法是否正確？,b,e,c,錯誤,錯誤,正確（NPN）,正確（NPN）,b,c,e,實際的功率放大器（1）,OTL互補推挽音頻功率放大器,,,,OCL高保真準互補推挽功率放大器,,,,,,實際的功率放大器（2）,,生產(chǎn)廠家：美國半導體器件公司,電路形式：OTL,輸出功率：8?負載上可得到5W功率,集成功率放大器LM384:,特點：工作可靠、使用方便。只需在器件外部適當連線，即可向負載提供一定的功率。,引腳說明：,14--電源端（Vcc）,3、4、5、7--接地端（GND）10、11、12--接地端（GND）,2、6--輸入端（一般2腳接地）,8--輸出端（經(jīng)500?電容接負載）,1--接旁路電容（5?）,9、13--空腳（NC）,,生產(chǎn)廠家：美國半導體器件公司,電路形式：OTL,輸出功率：8?負載上可得到5W功率,集成功率放大器LM384,調(diào)節(jié)音量,電源濾波電容,外接旁路電容提高增益,校正網(wǎng)絡，進行相位補償,輸入信號,輸出耦合大電容,特點：工作可靠、使用方便。只需在器件外部適當連線，即可向負載提供一定的功率。,第三章小結,一、電流源電路,二、差動放大電路（重點）,差放的結構特點；,不同的輸入輸出方式下差模輸出電壓的估算。,Aud、AuC、KCMR、Rid、ROd的定義和估算；,差摸信號、共模信號、任模信號的概念；,工作原理；,三、功率輸出級電路（重點）,功放的一般特點；,交越失真的概念；,掌握OTL、OCL功放POmax、?max、PT1max等的估算。,四、復合管,組成復合管的要求；,復合管的參數(shù)及管型的確定。,,,雙曲正切函數(shù)：,例：求T1、T2的集電極靜態(tài)電流,,求電路的靜態(tài)工作點由恒流源入手。,,五、有源負載差動放大器,,(當|uid|
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