第二十一讲低频功率放大器 2005.4.26

第二十一讲低频功率放大器 2005.4.26 主要内容： 1.低频功率放大器 2.集成功率放达电路 3.整流电路

第8章 8.1低频功率放大电路 8.1.1概述 8.1.2基本功率放大电路 8.1.3集成功率放大器举例上页下页返回

执行机构 信号提取功率放大电压放大 8.1.1概述功率放大器的作用：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、仪表指针偏转等。例：扩音系统

Ic ICM PCM uce UCEM 一、对功放电路的要求（1）输出功率Po尽可能大（2）晶体管在极限条件下工作: ICM、UCEM、PCM。

(3) 电流、电压信号比较大，注意减小波形失真 (4) 注意提高电路的效率（）。 Pomax: 负载上得到的交流信号功率。 PE ：电源提供的直流功率。（5）功放管散热和保护问题

= × U I P T CEQ CQ 1 = = × P P V I T RL CC CQ 2 二. 甲类功率放大器的效率分析在信号的一个周期内无失真的完成功率放大为甲类放大器 iC vCE 1.三极管的静态功耗：若

2.动态功耗 （当输入信号ui时）放大电路向电阻性负载提供的输出功率最大输出功率时在输出特性曲线上，正好是三角形ABQ的面积，这一三角形称为功率三角形。最大输出功率

iC ωt 电源提供的功率忽略 IB，此电路的最高效率甲类功率放大器存在的缺点： • 输出功率小 • 静态功率大，效率低收音机，100mW输出，此效率耗电500 mW，6V电源，83mA电流

第8章 iC iC Q ● 甲类 ωt uCE iC iC 乙类 Q ● uCE ωt iC iC 甲乙类 Q ● ωt uCE 晶体管的三种工作状态：要提高效率就要减小直流静态电流，让功率放大电路工作在乙类状态。上页下页返回翻页

第8章 ui O ωt iC1 +UCC iC1 T1 O ωt iC2 io O ωt E uo + + ui iC2 uo - T2 O ωt - －UCC 8.1.2基本功率放大电路 1.OCL电路电路组成静态功率如何上页下页返回翻页

功率计算 Iom Uom 1 1. 输出功率： Po = —— · —— = — Uom Iom 2 √ 2 √ 2 1 π 2. 直流电源功率：PE = 2 · — ∫ UCCiC1 dωt 2π 0 UCC π = —— ∫ Iomsin ωt d ωt π 0 1 — Uom Iom π Po Uom 2 3. 效率：η= —— = ———— = ——·—— 4 PE UCC 2Iom 2Iom = —— UCC π π —— UCC π ηmax = —— = 78.5% 4 Uom 最大可达到UCC， 4.功率管选择：PCMAX＝0.2POM 上页下页返回翻页

第8章 +UCC iC1 T1 u0 + E ωt ui C 0 ＋ + + iC2 － RL T2 ui uO ωt 0 －－ 2. OTL电路电路组成与工作原理静态直流偏置翻页上页下页返回

第8章 +UCC R3 T1 B R4 RE1 CL E + D1 RE2 R1 D2 ＋ C1 T2 uo + RL T3 ＋－ ui R2 RE3 + CE －实用电路上页下页返回翻页

－＋如图所示运算放大器电流扩展电路，可将输出电流扩展到安培级。若负载阻抗为8Ω,依图结构设计电路，要求放大器输入电阻为1K Ω ，放大倍数为100，输出电流0.5A。运放与单元组合电路的分析

第8章 5 短路过热保护启动偏置电路输出级中间级输入级 1 + 4 4 1 2 5 3 _ 2 短路过热保护同相输入反相输入负电压正电压输出 3 8.1.3集成功率放大器举例 TDA2030集成音频功率放大器上页下页返回翻页

第8章 +UCC D1 C3 1 5 ui TDA2030 C1 4 R1 2 R4 1Ω 22kΩ 3 D2 R2 680Ω RL C5 R3 C2 C4 22kΩ －UCC 由TDA2030构成的OCL电路 1为同相端输入2为反相端输入4为输出上页下页返回翻页

第8章 +UCC D1 1 5 TDA2030 4 2 3 D2 0.22μF 由TDA2030构成的OTL电路

第8章 8.2直流稳压电源概述 1单相桥式整流电路 2滤波电路 3串联型稳压电路上页下页返回

第8章 uR uF uo u1 u2 t t t 0 0 0 0 概述模拟直流电源的原理方框图 u1 u2 uR uF uo 电源变压器整流电路滤波电路稳压电路 t t 0 上页下页返回翻页

t 0 0 uF uo u1 u2 t 0 uF uF uo u1 u1 u1 t t t t 0 0 0 滤波电路整流电路 PWM调制电路整流电路 0 变压器 0 开关电源框图稳定直流交流输入高频脉宽调制波形交流电压直流反馈稳压电路直流311V

io D a Tr u + + uo u RL – – O t b uo O uD O 1. 电路结构 8.2.1 单相半波整流电路 3. 工作波形 2. 工作原理 u正半周，Va>Vb，二极管D导通； u 负半周，Va< Vb，二极管D 截止。

π 1 ∫ = w w U = 2 U sin t d( t ) 0.45 U o π 0 2 U U o = = I 0 . 45 o R R L L = I I o D = U 2 U DRM 1 ∫ = w w = 2 I ( I sin t ) d t 1 . 57 I o m 2 (1) 整流电压平均值 Uo (2) 整流电流平均值 Io (3) 流过每管电流平均值 ID 4. 参数计算 (4) 每管承受的最高反向电压 UDRM (5) 变压器副边电流有效值 I

5. 整流二极管的选择 平均电流 ID 与最高反向电压 UDRM是选择整流二极管的主要依据。选管时应满足： IOMID， URWM  UDRM

作业：8.1.1，8.1.2，8.1.3

作业 6.1.2:(1)应调到略小于1.5KΩ (2)f0=99.5Hz~995Hz 6.1.3:不能。首先，电路连接不对，改变运放输入端极性。其次，调整电阻阻值 Rf＝2R1 6.1.4：a能振荡，bcd 不能振荡（相位不对）

5.5.2解：UR=2v时，当ui＜2v,运放饱和，vo=6v,当ui＞2v,运放反相饱和，vo=－6v。输出波形在ui=2v时跳变。5.5.2解：UR=2v时，当ui＜2v,运放饱和，vo=6v,当ui＞2v,运放反相饱和，vo=－6v。输出波形在ui=2v时跳变。 UR=0v时，电路为反相输入过零比较器。输出波形在ui=0v时跳变。 UR=－2v时，输出波形在ui=－2v时跳变。

5.5.4解： UR=1v时，UTH=2.6V,UTL=-1V, △UT==3.6V.嗲尼亚传输特性和输入、输出波形如图5.13（a）。UR=－1v时，UTH=1V,UTL=-2.6V, △UT==3.6V.嗲尼亚传输特性和输入、输出波形如图5.13（b）。

3 3 ui 4 2 ＋ 5.5.5 解：运放正向饱和压降为6V， U＋H＝（用叠加原理可直接写出）

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