功率放大器

1. 功率放大器 制作：浙江广厦建设职业技术学院 信息与控制工程学院

2. 一、功率放大器的效率和分类 1、放大器的效率：定义为负载得到的信号Po与电源供给的直流功率PDC之比。，即 PO为输出功率，为输出电压与输出电流的有效值之积，即PO=UOIO 为电源电压与流过电源的平均电流之积，即

3. 2、功率放大器的分类 A、按工作方式来分： • 甲类放大：在输入信号的整个周期内都有集电极电流通过三极管，这种工作方式称为甲类放大。（如前面介绍的电压放大器就是甲类放大。）

4. 乙类放大：仅有在输入信号的半个周期内 有集电极电流通过三极管，这种工作方式称为乙类放大。（详见双电源互补推挽功率放大器OCL电路）

5. 甲乙类放大：与乙类类似，只是在静态的时候三极管已经微微导通。（详见下面甲乙类互补推挽功率放大器）甲乙类放大：与乙类类似，只是在静态的时候三极管已经微微导通。（详见下面甲乙类互补推挽功率放大器）

6. B、按电路形式分： • 单管功率放大器 • 变压器耦合功率放大器 • 互补推挽功率放大器 接下去我们来看几个典型的功率放大器。

7. 二、典型电路——互补推挽功率放大器 1、双电源互补推挽功率放大器（OCL电路） • 如图所示是OCL原理电路，采用双电源供电，V1是NPN型管，V2是PNP型管，要求两管的特性相同。由图可见，两管的基极和基极连在一起，两管的发射极和发射极连在一起，信号由基极输入，发射极输出，负载接在公共发射极上，因此它是由两个射极输出器组合而成的。

9. 主要技术指标： （1）输出功率 工作在乙类状态的OCL电路，静态时每个管子的静态电流为零，因此流过负载RL的静态电流为零。当输入正弦信号时，两管的集电极电流都为半个周期的正弦波。其最大输出功率POm为： （最大输出电压幅度 ）

10. （2）效率 输出的信号功率实际上是由直流电源提供的，而直流电源提供的功率只有一部分转化成信号功率，另一部分主要被管子消耗掉了。可以证明两组电源供给的总功率为 则效率为： (理想情况下 =0， ， 达到最大值，即 )

11. （3）管耗 输出回路（两管）的管耗为电源供给的功率与输出功率之差。可以证明两管管耗的最大值PTm（双）为： 每个管子的最大管耗PTm（单）为：

12. 例题：如上图OCL电路中已知 、 、 ，试求该电路的实际最大输出功率和效率。三极管V1、V2的PCM、U（BR）CEO和ICM应如何选择。

14. 上述的OCL电路，从其输出波形图中可以看到信号波形在正、负半周的交接处有失真，这个失真称为交越失真。这是由于乙类放大无直流偏置，因此当输入信号低于三极管的死区电压时两管都截止，这样就在正、负半周的交接处产生了交越失真。为了避免交越失真可以为两管设置一个略大于死区电压的正向偏压，使两管处在微导通。

15. 2、甲乙类互补推挽功率放大器 • 该电路主要由三个三极管组成，其中V1起到信号放大的作用，V2、V3是功率放大，跟前面的OCL电路相比较，功率放大电路的V2、V3管的基极串联了两个二极管，我们知道二极管的导通电压跟三极管基极导通电压是相适的，因此在电路正常工作时，就保证了V2、V3始终处在微导通状态。起到了克服交越失真的作用。由于V2、V3完全对称，因此K点电压为0伏。

16. OCL电路由于采用双电源供电，在使用中有诸多不便，因此在有些场合采用单电源供电的互补推挽功率放大器，又称为OTL电路。

17. 3、单电源互补推挽功率放大器（OTL电路） • 与上述电路类似，唯一区别是单电源供电，所以K点电压为

18. 注意： • 调试时还应注意V4、V5管不容许断开，否则将使功放管V2、V3击穿。当然负载不能短路，否则功率管V2、V3会因电流过大而烧毁。 • 在安装时要注意：由于功放管的功耗较大，因此一般都要安装散热板，这一点对大功率功放管特别重要。

19. 小结： • 功率放大器有三种工作状态：甲类工作状态、乙类工作状态、甲乙类工作状态。 • OTL甲类互补对称电路和OTL甲乙类互补对称电路的工作原理和参数计算。 作业： ⑴功率放大器有哪几种工作状态? ⑵ OTL乙类互补式放大器作为功率放大器会产生什么失真?如何克服？