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第 7 章 功率放大电路

第 7 章 功率放大电路. 本本章重点内容： l 功率放大电路的特点 l 互补 对称 推挽功率放大电路及其工作原理 功 功率放大电路的输出功率、效率和非线性失真. 5.1 功率放大电路概述. 5.1 功率放大电路的一般问题. 图 5.1 放大器方框图. 1. 要求输出足够大的功率. 2. 效率要高. 3. 非线性失真要小. 4. 要考虑功率管的散热和保护问题. 5. 在分析方法上，通常采用图解法. 5.2 功率放大电路的三种工作状态. i C. i C. Q i B = 常数. (a). I CQ. 0. 0.

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第 7 章 功率放大电路

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  1. 第7章 功率放大电路 本本章重点内容： l功率放大电路的特点 l互补对称推挽功率放大电路及其工作原理 功 功率放大电路的输出功率、效率和非线性失真

  2. 5.1 功率放大电路概述 5.1功率放大电路的一般问题 图5.1 放大器方框图 1. 要求输出足够大的功率 2. 效率要高 3. 非线性失真要小 4.要考虑功率管的散热和保护问题 5. 在分析方法上，通常采用图解法

  3. 5.2 功率放大电路的三种工作状态 iC iC Q iB=常数 (a) ICQ 0 0 uCE ωt iC iC Q iB=常数 (b) ICQ 0 0 uCE ωt iC iC Q iB=常数 (c) 0 0 uCE ωt 1. 甲类放大状态 2. 甲乙类放大状态 3. 乙类放大状态 图7. 2 功放电路的三种工作状态 （a）甲类放大 （b）甲乙类放大 （c）乙类放大

  4. 7.2互补对称功率放大电路 iC1 iL iC1max iC1max Ⅰ iC1 V1导通 VCC Q 0 uCE1 -uCE2 VCC iC2 V2导通 Ⅱ iC2max iC2max iC2 VCC-UCES1 uo t ＋VCC1 ic1 -VCC1 ＋VCC1 V1 + V2 V1 + + ui ui V2 uo ui + RL uo RL uo ic2 － － － -Vcc2 7.2.1 OCL互补对称功率放大电路 1.乙类OCL互补对称电路 (a) 基本互补对称电路 (b)由NPN管组成的射极输出器 (c) 由PNP管组成的射极输出器 图7.3 两射极输出器组成的基本互补对称电路 2. 乙类OCL互补对称电路主要参数估算 （1）输出功率及效率 图7.4 乙类OCL互补对称电路图解分析

  5. iB1 V1管 输入特性 IB1 t Uon2 Uon1 -UBE2 UBE1 V2管 输入特性 IB2 iB ui ui t （2）管耗 （3）功率管参数的选择 3. 甲乙类OCL互补对称电路 图7.5 交越失真

  6. ＋VCC. ＋VCC +VCC Rc Rc Rc1 b1 V1 b1 V1 V1 VD1 + VD1 K K R1 IB4 VD2 + R2 VD2 C clef RL V2 b2 UCE4 V4 V2 b2 + R2 uo V3 UBE4 RL uo + RL V3 uo RL ui V2 ui ui R1 Re iL ui Re V3 0 ωt － 0 － － ωt -Vcc -Vcc a）用二极管提供偏置 （b）用UBE倍增电路提供偏置 图7.6 甲乙类互补对称电路 7.2.2 OTL互补对称功率放大电路 1. 基本电路 图7.7 采用一个电源的互补对称电路

  7. 2.带自举的OTL电路 C C +VCC + RL C3 clef RL iC Rc3 V1 V1 B b1 B V1 iB VD1 K + RL V2 V2 A clef RL R2 VD2 C clef RL iE V2 b2 b3 + RL E E V3 uo RL C1 clef RL （a）NPN型 （b）PNP型 + RL ui R1 Ce clef RL Re C C + （c）NPN型（d）PNP型 图7.9 复合管的几种接法 V2 V2 － V1 B V1 B E E 图7.8 带自举的单电源互补对称电路 7.2.3采用复合管的准互补对称功率放大电路 1.复合管

  8. 2.复合管组成的准互补对称功放电路 +VCC Rb1 V1 ui V3 R VD1 Re1 + R3 2.2k R5 56k R1 220k C5 100μ + uo VD2 C3 10μ C clef RL V2 C4 3300p V2 3CG15 Rb2 V4 + C2 68p RL C7 0.01μ Re2 V3 3DG12 + V1 3DG8 R6 33 + R11 1 R10 10k C1 10μ + + R12 1 R2 30k C6 200μ R8 t° 330 ui R7 150 R4 100 V4 3AX83 uo RL 16 R9 1k － － R14 10k 图7.10 准互补对称功放电路 7.2.4实际功率放大电路分析 1. OTL音频功率放大电路 （1）电路组成 7.11 OTL音频功率放大电路

  9. +VCC (+24V) Re4 150 Rc1 1.2k R1 10k V9 3DD15 V7 3DG12 V4 3CG5 C2 120p Re7 220 Re9 0.5 V2 V1 3DG45 ×2 2A ui uo + RF 22k R*c4 C5 0.033μ 47μ V6 3DG6 R*b1 RL 8 C1 V10 3DD15 Rc5 330 Rb2 620 R2 10 C3 120p V8 3CG7 C4 120p V3 3DG45 V5 3DG45 VD1 VD2 Re3 680 Re5 150 Re10 0.5 2CP10 ×2 Rc8 220 -VCC (-24V) （2）主要技术指标的估算 (1)电路组成 图7.12 高保真OCL功率放大电路 (2)主要技术指标的估算 7.3 集成功率放大电路 7.3.1集成功率放大电路分析 1. LM386内部电路

  10. R3 15k 接旁路电容 7 I 8 增益设置 1 R4 15k R7 15k V10 R5 150 R6 1.35k 同相 输入 3 + VD1 V1 V2 反相输入 VD2 V4 V3 2 V5 V6 V8 V9 V7 R1 50k R2 50k 4 地 输入级 中间级 输出级 增益 设定 旁路电容 ＋VCC 输出 8 7 6 5 LM386 1 2 3 4 地 同相输入 增益 设定 反相输入 图7.14 LM386的外形和引脚的排列 图7.13 LM386内部电路原理图 2. LM386的电压放大倍数 3. LM386的外形和引脚图

  11. C4 10μ +VCC + C1 250μ C5 0.1μ + C2 0.05μ + C3 10μ R1 10 ui RP 10k 8 7 6 5 1 2 3 4 8 7 6 5 1 2 3 4 LM386 LM386 +VCC C1 250μ + C5 0.1μ C4 10μ + C2 0.05μ R1 10 ui RP 10k 7.3.2集成功率放大电路的主要性能指标 7.3.3集成功率放大电路的应用 1. 集成OTL电路的应用 图7.15 LM386外接元件最少的用法 图7.16 LM386电压增益最大的用法

  12. +VCC 7 静噪输入 2 + 680μ 20k 680 0.22μ 0.22μF 4 1 uo1 ui 20k 8 8.2 3 TDA1521 0.1μ 8 7 6 5 1 2 3 4 20k 0.22μ LM386 9 0.22μ 6 ui uo2 8 8 8.2 680 20k 5 C4 10μ +VCC + + -VCC C1 250μ 680μ C5 0.1μ + 图7.18 TDA1521的基本用法 C2 0.05μ + C 10μ R1 10 ui R RP 10k － Ⅰ + + Ⅱ － 图7.17 LM386的一般用法 2.集成OCL电路的应用

  13. 7.4 功率管的安全使用和保护 PCM(W) 200×200×3（mm3） 10 8 100×100×3（mm3） 6 4 不加散热片 2 iC S/B曲线 iC 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 低电压大电流状态 Ta(℃) IB>0 IB=0 二次击穿 B A IB<0 一次击穿 0 0 uCE uCE 图7.20 3AD11-17功率管的PCM-Ta曲线 7.4.1功放管的二次击穿问题 （a）二次击穿 （b）S/B曲线 图7.19晶体管的击穿现象 7.4.2功放管的散热问题

  14. 7.4.3功放管的保护措施 R3 D +VCC + C3 clef RL RZ1 Rc3 b1 V1 VZ1 VD1 K + A clef RL R2 VD2 C clef RL V2 b2 RZ2 b3 + V3 uo uo RL C1 clef RL VZ2 + R1 ui VZ3 Ce clef RL Re iC PCM + 二次击穿 临界曲线 ICM － 安全 工作区 VCE 0 V(BR)CE 1.过热保护 2.过压和过流保护 图7.22 由ICM、PCM、U（BR）CEO和二次击穿临界曲线限制的安全工作区 图7.23 功放管的保护电路

  15. 功率放大电路 • 主要内容： • 4．1 功率放大电路的一般问题 • 4．2 乙类双电源互补对称功率放大电路 • 4．2．1 电路组成 • 4．2．2 分析计算 • 4．2．3 功率BJT的选择 • 4．3 甲乙类互补对称功率放大电路 • 4．3．l 甲乙类双电源互补对称电路 • 4．3．2 甲乙类单电源互补对称电路 • 4．4 功率器件 • 重点难点：功率放大器的工作原理、非线形失真 • 学生掌握要点：1、功率放大器的输出功率、效率和非线形失真 • 2、分析与计算互补功率放大电路 • 习题：2.1 2.2 3.1 3.9 • 学时数:4学时

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