1、第七章第七章 功率放大电路功率放大电路 7.1.1 功率放大功率放大电路的特点和要求路的特点和要求1功率放大电路的定义功率放大电路的定义 功率放大电路是一种以输出较大功率为目的的放大电路。它一般功率放大电路是一种以输出较大功率为目的的放大电路。它一般直接驱动负载，带负载能力要强。直接驱动负载，带负载能力要强。2功率放大电路与电压放大电路的区别功率放大电路与电压放大电路的区别(1).本质相同本质相同 电压放大电路或电流放大电路：主要用于增强电压幅度或电流幅度。电压放大电路或电流放大电路：主要用于增强电压幅度或电流幅度。功率放大电路功率放大电路:主要输出较大的功率。主要输出较大的功率。但无论哪种放
2、大电路，在负载上都同时存在输出电压、电流和功率，从但无论哪种放大电路，在负载上都同时存在输出电压、电流和功率，从能量控制的观点来看，放大电路实质上都是能量转换电路。因此，功率能量控制的观点来看，放大电路实质上都是能量转换电路。因此，功率放大电路和电压放大电路没有本质的区别。称呼上的区别只不过是强调放大电路和电压放大电路没有本质的区别。称呼上的区别只不过是强调的输出量不同而已。的输出量不同而已。(2).任务不同任务不同电压放大电路：主要任务是使负载得到不失真的电压信号。输出电压放大电路：主要任务是使负载得到不失真的电压信号。输出的功率并不一定大。在小信号状态下工作的功率并不一定大。在小信号状态下
3、工作.功率放大电路：主要任务是使负载得到不失真（或失真较小）的功率放大电路：主要任务是使负载得到不失真（或失真较小）的输出功率。在大信号状态下工作。输出功率。在大信号状态下工作。(3).指标不同指标不同电压放大电路：主要指标是电压增益、输入和输出阻抗电压放大电路：主要指标是电压增益、输入和输出阻抗.功率放大电路：主要指标是功率、效率、非线性失真。功率放大电路：主要指标是功率、效率、非线性失真。(4).研究方法不同研究方法不同电压放大电路：图解法、等效电路法电压放大电路：图解法、等效电路法 功率放大电路：图解法功率放大电路：图解法 3.功率放大电路的特殊问题功率放大电路的特殊问题（1）功率要大功
4、率要大（2）效率要高效率要高（3）失真要小失真要小（4）散热要好散热要好 7.1.1 功率放大功率放大电路的特点和要求路的特点和要求4放大电路的工作状态分类放大电路的工作状态分类 （1）甲类放大）甲类放大 在输入正弦信号的一个周期内三极管都导通，在输入正弦信号的一个周期内三极管都导通，都有电流流过三极管。这种工作方式称为甲类放大。或称都有电流流过三极管。这种工作方式称为甲类放大。或称A类放大。类放大。此时整个周期都有电流，功率管的导电角此时整个周期都有电流，功率管的导电角=2。（2）乙类放大（）乙类放大（B类放大）在输入正弦信号的一个周期内，只有类放大）在输入正弦信号的一个周期内，只有半个周期
5、三极管导通。称为乙类放大。如图半个周期三极管导通。称为乙类放大。如图2所示，此时功率管的导所示，此时功率管的导电角电角=。tiCO Icm 2 ICQ tiCO Icm 2 ICQ7.1.1 功率放大功率放大电路的特点和要求路的特点和要求4放大电路的工作状态分类放大电路的工作状态分类 （3）甲乙类放大（）甲乙类放大（AB类放大）类放大）在输入正弦信号的一个周期内，在输入正弦信号的一个周期内，有半个周期以上三极管是导通的。称为甲乙类放大。如图所示，此有半个周期以上三极管是导通的。称为甲乙类放大。如图所示，此时功率管的导电角时功率管的导电角满足：满足：0 T1 导通导通 T2 截止截止iC1io=
6、iE1=iC1,uO=iC1RLui 0 T2 导通导通 T1 截止截止iC1io=iE2=iC2,uO=iC2RLui=0 T1、T2 截止截止若若考虑三极管的开启电压，输出波形将产生考虑三极管的开启电压，输出波形将产生交越失真交越失真。动画动画avi17-3.avi7.1.2 互互补对称功率放大称功率放大电路路工作原理工作原理:1乙类互补对称电路乙类互补对称电路 分析计算：分析计算：图图7.1.3OCL电路的图解分析电路的图解分析Uop=VCC UCES最大输出电压幅值最大输出电压幅值最大不失真输出最大不失真输出电压的有效值电压的有效值动画动画avi17-1.avi7.1.2 互互补对称功
7、率放大称功率放大电路路1乙类互补对称电路乙类互补对称电路 1.最大输出功率最大输出功率电源电源VCC提供的电流提供的电流电源在负载获得最大交流功率时所消耗的电源在负载获得最大交流功率时所消耗的平均功率等于其平均平均功率等于其平均电流与电源电压之积。电流与电源电压之积。2.转换效率转换效率理想情况下，理想情况下，UCES可忽略；但大功率管可忽略；但大功率管UCES较大，不能忽略较大，不能忽略3.管耗管耗PT输出功率最大时两管总管耗输出功率最大时两管总管耗最大管耗与最大输出功率的关系最大管耗与最大输出功率的关系选管依据之一选管依据之一2.甲甲乙类互补对称功率放大电路乙类互补对称功率放大电路交跃失真
8、的实际波形交跃失真的实际波形消除交越失真的消除交越失真的OCL电路的工作原理电路的工作原理 tiC0 ICQ1ICQ2消除交越失真思路：消除交越失真思路：消除交越失真的消除交越失真的OCL电路电路RLRD1D2T1T2+VCC+ui+uo VCCV5R R2 2R R1 1uiR R3 3ui=0，给给 T1、T2 提供静态电压提供静态电压U UB1B1、B2B2略大于略大于T T1 1管发射结和管发射结和T T2 2管发射结开启电压之和，两管均处管发射结开启电压之和，两管均处于微导通状态，即都有一个微小的基极电流，分别为于微导通状态，即都有一个微小的基极电流，分别为I IB1B1和和I IB
9、2B2 。静态时应调节静态时应调节R R R R1 1 1 1 ，使，使U U U UE E E E为为0,0,即即u u u u0 0 0 0为为0 0。动画动画avi17-2.avi当当 ui=0 时，时，T1、T2 微导通。微导通。当当 ui 0(至至 )，T1 微导通微导通 充分充分导通导通 微导通；微导通；T2 微导通微导通 截止截止 微导通。微导通。当当 ui 0(至至 )，T2 微导通微导通 充分导通充分导通 微导通；微导通；T1 微导通微导通 截止截止 微导通。微导通。当输入信号为正弦交流电时当输入信号为正弦交流电时 T1和和T2 管在管在ui作用下输入特性中的作用下输入特性中
10、的图解分析图解分析二管二管导通的时间都比输入信号的导通的时间都比输入信号的半个周期更长，功放电路工作在半个周期更长，功放电路工作在甲乙类状态。甲乙类状态。例例在图所示电路中已知在图所示电路中已知VCC 15V，输入电压为正弦输入电压为正弦波，晶体管的饱和管压降波，晶体管的饱和管压降UCES 3V，电压放大倍数约为电压放大倍数约为1，负载电阻，负载电阻RL 4欧，欧，（1）求解负载上可能获得的最大功率和）求解负载上可能获得的最大功率和效率效率（2）若输入电压最大有效值为）若输入电压最大有效值为8V，则负则负载上能够获得的最大功率为多少。载上能够获得的最大功率为多少。解解（1）（2）因为）因为UO
11、Ui，所以所以UOm8V。最大输出功率最大输出功率RLRD1D2T1T2+VCC+ui+uo VCCV5R R2 2R R1 1uiR R3 37.2 小功率整流滤波电路小功率整流滤波电路7.2.1 单相桥式整流电路单相桥式整流电路7.2.2 滤波滤波电路电路一、直流电源的组成及各部分的作用改变电压值改变电压值通常为降压通常为降压交流变脉交流变脉动的直流动的直流减小脉动减小脉动1)负载变化输出电压负载变化输出电压基本不变；基本不变；2)电网电压变化输出电网电压变化输出电压基本不变。电压基本不变。直流电源是能量转换电路，将直流电源是能量转换电路，将220V（或或380V）50Hz的的交流电转换为
12、直流电。交流电转换为直流电。半波整流半波整流全波整流全波整流 在分析电源电路时要特别考虑的两个问题：允许电网电在分析电源电路时要特别考虑的两个问题：允许电网电压波动压波动10，且负载有一定的变化范围。，且负载有一定的变化范围。1.单相半波整流电路单相半波整流电路（1）工作原理）工作原理u2的正半周，的正半周，D导通，导通，ADRLB，uO=u2。u2的负半周，的负半周，D截止，承受反向电压，为截止，承受反向电压，为u2；uO=0。（2）UO（AV）和和 IL（AV）的估算的估算 已知变压器副边电压有效值为已知变压器副边电压有效值为U2 考虑到电网电压波动范围为考虑到电网电压波动范围为10，二极
13、管的极限参数应满足：，二极管的极限参数应满足：（3）二极管的选择）二极管的选择2.单相桥式整流电路单相桥式整流电路u2的正半周的正半周 AD1RLD3B，uO=u2u2的负半周的负半周 B D2RLD4 A，uO=-u2四只管子如何接？四只管子如何接？集成的桥式整流电集成的桥式整流电路称为整流堆。路称为整流堆。（1）工作原理）工作原理（2 2）估算）估算（3 3）二极管的选择二极管的选择 考虑到电网电压波动范围为考虑到电网电压波动范围为10，二极管的极限参数应满足：，二极管的极限参数应满足：三、滤波电路（1）工作原理）工作原理1.电容滤波电路电容滤波电路充电充电放电速度与正弦放电速度与正弦波下
14、降速度相似波下降速度相似按指数规律下降按指数规律下降滤波后，输出电压平均值增大，脉动变小。滤波后，输出电压平均值增大，脉动变小。（1）工作原理：考虑变压器和整流电路的内阻）工作原理：考虑变压器和整流电路的内阻 C 越大，越大，RL越大，越大，放电放电将越大，曲线越平滑，脉动越小。将越大，曲线越平滑，脉动越小。内阻使内阻使 简单易行，简单易行，UO（AV）高，高，C 足够大时足够大时交流分量较小；交流分量较小；不适于大电流负载。不适于大电流负载。（3）电容的选择及）电容的选择及UO（AV）的估算的估算若若负载开路负载开路UO（AV）？（4）优缺点）优缺点2.电感滤波电路电感滤波电路电感对直流分量
15、的电抗为线圈电阻，对交流分量的感抗为电感对直流分量的电抗为线圈电阻，对交流分量的感抗为L。适于大电流负载！适于大电流负载！3.复式滤波电路复式滤波电路为获得更好的滤波效果，可采用复式滤波电路。为获得更好的滤波效果，可采用复式滤波电路。电感应与负载串联，电容应与负载并联。电感应与负载串联，电容应与负载并联。讨论讨论 已知变压器副边电压有效值为已知变压器副边电压有效值为10V，电容足够大，电容足够大，判断下列情况下输出电压平均值判断下列情况下输出电压平均值UO（AV）？1.正常工作；正常工作；2.C开路；开路；3.RL开路；开路；4.D1和和C同时开路。同时开路。1.电路组成电路组成7.3 串联反
16、馈式稳压电路的工作原理及参数串联反馈式稳压电路的工作原理及参数7.3 串联反馈式稳压电路的工作原理及参数串联反馈式稳压电路的工作原理及参数2.工作原理工作原理(+)(+)(+)(+)输入电压波动输入电压波动负载电流变化负载电流变化输输出出电电压压变变化化电压串联负反馈电压串联负反馈输出电压输出电压（满足深度负反馈（满足深度负反馈 ）7.3 串联反馈式稳压电路的工作原理及参数串联反馈式稳压电路的工作原理及参数3.集成稳压电路的主要参数集成稳压电路的主要参数特性参数（1）输出点流（最大负载电流）（2）输出电压Vo质量参数1.输输出出电电压压固固定定的的三三端端集集成成稳稳压压器器 （正正电电压压 78 、负负电电压压 79 ）7.4 三端集成稳压器的应用三端集成稳压器的应用7.4 三端集成稳压器的应用三端集成稳压器的应用1.固定式应用举例固定式应用举例7.4 三端集成稳压器的应用三端集成稳压器的应用1.固定式应用举例固定式应用举例978输出电流可达输出电流可达1.5 A;79 输出电压有输出电压有5V、6V、9V、12V、15V、18V和和24V等等7档。档。输入、输出电压差为输入、输出电压差为23V。7.4 三端集成稳压器的应用三端集成稳压器的应用1.固定式应用举例固定式应用举例
免费区 
