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掌握内容： 功率放大电路的计算 理解内容： 甲乙类互补对称功率放大电路；功率 BJT 了解内容： 功率放大电路的一般问题 重 点： 低频功放的效率、最大输出功率的计算、互补

第 五 章 功率放大电路. 掌握内容： 功率放大电路的计算 理解内容： 甲乙类互补对称功率放大电路；功率 BJT 了解内容： 功率放大电路的一般问题 重 点： 低频功放的效率、最大输出功率的计算、互补 对称功放 难 点： 甲乙类互补对称功率放大电路的工作原理分析 本章学时： 6. 第 五 章. 功率放大电路. 5.1 　互补对称功率放大电路. 5.2 　集成功率放大器及其应用. 5.1 　互补对称功率 放大电路. 引 言.

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掌握内容： 功率放大电路的计算 理解内容： 甲乙类互补对称功率放大电路；功率 BJT 了解内容： 功率放大电路的一般问题 重 点： 低频功放的效率、最大输出功率的计算、互补

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  1. 第 五 章 功率放大电路 掌握内容：功率放大电路的计算 理解内容：甲乙类互补对称功率放大电路；功率BJT 了解内容：功率放大电路的一般问题 重 点：低频功放的效率、最大输出功率的计算、互补 对称功放 难 点：甲乙类互补对称功率放大电路的工作原理分析 本章学时：6

  2. 第五 章 功率放大电路 5.1　互补对称功率放大电路 5.2　集成功率放大器及其应用

  3. 5.1　互补对称功率 放大电路 引 言 5.1.1 乙类双电源互补对称功率放大电路 5.1.2 甲乙类互补对称功率放大电路

  4. 引 言 一、 功率放大的 特殊要求 Pomax大，三极管尽限工作  = Pomax / PDC要高 失真要小

  5. +VCC iC iC RB RL C1 Icm Q + uce = uo uCE O t O Ucem 二、共发射极放大电路的效率问题 设“Q”设置在 交流负载线中点 IC VCC

  6. iC Icm ICQ O  t 2 iC Icm iC ICQ ICQ Icm O O  2 t  2 t 三、放大电路的工作状态 乙类( =  ) 甲类( = 2 ) 甲乙类(<  < 2 )

  7. iC iC O t O uCE Q Q Q 甲类工作状态失真小，静态电流大，管耗大，效率低。 乙类工作状态失真大，静态电流为零 ，管耗小，效率高。 甲乙类工作状态失真大， 静态电流小 ，管耗小，效率较高。

  8. +VCC V1 + ui  + uo  RL V2 VEE 5.1.1 乙类双电源互补对称功率放大电路(OCL) (OCL — Output Capacitorless) 一、电路组成及工作原理 ui = 0 V1 、 V2 截止 ui > 0 V1 导通 V2 截止 iC1 io = iE1 = iC1, uO = iC1RL ui < 0 V2 导通 V1 截止 io = iE2 = iC2, uO = iC2RL iC1

  9. 问题： 　　当输入电压小于死区电压时， 三极管截止，引起交越失真。 交越失真 输入信号幅度越小失真越明显。

  10. +VCC V1 + ui  + uo  RL V2 VEE 4. 管耗 每只管子最大管耗为0.2Pom 5. 选管原则 PCM > 0.2 Pom U(BR)CEO > 2VCC 令 ICM > VCC / RL 则： 时管耗最大，即：

  11. +VCC V1 + ui  + uo  RL V2 VEE 例 1 已知：VCC = VEE = 24 V，RL = 8 ， 忽略 UCE(sat)求 Pom以及此时的 PDC、PC1， 并选管。 [解] PDC=2V2CC / RL = 2  242 // (  8) = 45.9 (W)

  12. = 0.5 (45.9 36) = 4.9 (W) U(BR)CEO > 48 V ICM > 24 / 8 = 3 (A) PCM = 10  15 W U(BR)CEO = 60  100 V 可选： ICM = 5 A

  13. +VCC R iC 给 V1、V2 提 供静态电压 V1 V3 ICQ1 + uo  t 0 ICQ2 V4 RL V2 + ui  V5 VEE 5.1.2 甲乙类互补对称功率放大电路 一、甲乙类双电源互补对称功率放大电路 电路： 克服交越失真思路：

  14. 5.1.2 甲乙类互补对称功率放大电路 当 ui = 0 时，V1、V2 微导通。 当 ui < 0 ( 至 )， V1微导通  充分导通  微导通； V2 微导通  截止  微导通。 当 ui > 0 ( 至 )， V2微导通  充分导通  微导通； V1 微导通  截止  微导通。

  15. V1 B1 R1 V1 V1 V3 V3 R2 Rt V2 V4 V2 B2 V2 克服交越失真的电路

  16. +VCC +VCC R R3 V1 V3 V3 V1 R*1 + uo  V4 + uo  RL V4 R2 RL V2 V2 V5 + ui  R4 VEE VEE 实际电路

  17. +VCC V1 + ui  + uo  RL V2 VEE 二、功率和效率 1. 输出功率 最大输出功率 最大不失真输出电压、电流幅度： 2. 电源功率 PDC = 2V 2CC / RL 最大输出功率时： 3. 效率 最大输出功率 PDC = IC1VCC + IC2VEE = 2IC1VCC = 2VCCUom/RL PDC = 2V 2CC / RL 最大输出功率时： 实际约为 60% PDC = 2VCCIcm /

  18. V1 V2 二、复合管互补对称放大电路 1. 复合管(达林顿管) ic 目的：实现管子参数的配对 ib (1 + 2 + 12) ib1 1 ib1 ie ib1 2(1+1) ib1  12 rbe= rbe1+ (1 + 1) rbe2 (1 + 1)ib1 (1 + 1) (1 + 2) ib1 = (1 + 1 + 2+ 12) ib1

  19. V1 V1 V2 V2 V1 V2 V1 V2 NPN + NPN NPN PNP + PNP PNP NPN + PNP NPN PNP + NPN PNP

  20. 构成复合管的规则： 1) B1 为B，C1 或 E1 接 B2， C2、E2 为C 或 E； 2)应保证发射结正偏，集电结反偏； 3)复合管类型与第一只管子相同。

  21. V1 V1 V2 V2 练习：  接有泻放电阻的复合管： ICEO1 2 ICEO1 减小 R 泻放 电阻

  22. +VCC R1 IC8 V3 UB3 V1 RP R3 V5 RE1 V6 + E R4 + uo  RB1 V7 RL + V4 + ui  V8 V2 UB8 + RB2 R2 R5 RE2 2. 复合管互补对称电路举例 V1、V3 — NPN V2、V4 — PNP R3 、R5 — 穿透电流泄放电阻 准互补对称电路

  23. RE1 、RE2 — 稳定 “Q”、过流保护 取值 0.1  0.5  V5  V7、RP — 克服交越失真 R4 — 使 V3、V4 输入电阻平衡 V8 — 构成前置电压放大 RB1 —引入负反馈，提高稳定性。 UE UB8 UB3  IB8  IC8   UE

  24. 镜像恒流源， 差分放大电 路的有源负载 NPN PNP 差分对管，构成前置放大级 克服 交越 失真 因 PNP 管  小，采用三只管子复合而成 图5.1

  25. +VCC RB V1 V4 C + + uo  V5 RB1 + RL V2 + ui  + – VEE RB2 RE CE 三、甲乙类单电源互补对称放大电路 — OTL电路(Output Transformerless ) 电容 C 的作用： 1)充当 VCC / 2 电源 E 2)耦合交流信号

  26. 当 ui = 0 时: 当 ui > 0 时： V2 导通，C 放电， V2 的等效电源电压  0.5VCC。 当 ui <0 时： V1导通，C 充电， V1 的等效电源电压+ 0.5VCC。 应用 OCL 电路有关公式时，要用 VCC / 2 取代 VCC 。

  27. 第 八 章　功率放大电路 OCL 电路和 OTL 电路的比较

  28. 5.2集成功率放大器 　　及其应用 引　言 5.2.1 LM386 集成功放及其应用 5.2.2 DG810 集成功放及其应用 5.2.3 TD2040 集成功放及其应用

  29. 引　言 组成： 前置级、中间级、输出级、偏置电路 特点： 输出功率大、效率高 有过流、过压、过热保护

  30. 5.2.1LM386 集成功放及其应用 1. 典型应用参数： 直流电源： 4  12 V 1 2 3 4 8 7 6 5 额定功率： 660 mW 带 宽： 300 kHz 输入阻抗： 50 k 引脚图

  31. 2. 内部电路 1. 8 开路时， Au = 20 (负反馈最强) 电压串联负反馈 1. 8 交流短路 Au = 200 (负反馈最弱)

  32. V1、V6 ： 射级跟随器，高 Ri V2、V4： 双端输入单端输出差分电路 V3、V5： 恒流源负载 V7 为驱动级(I0 为恒流源负载) V7 ~ V12： 功率放大电路 V11、V12 用于消除交越失真 V8、V10构成 PNP  准互补对称

  33. 3. 典型应用电路

  34. 10 F +VCC RP C2 0.1 F C6 36 k C1 1 8 6 C3 220 F 3 LM386 10 F 5 2 4 7 10  C4 C5 8 100 F .047 F 调节电压放大倍数 输出电容(OTL) 频率补偿，抵消电 感高频的不良影响防止自激等

  35. VCC = 15 V 时输出功率 6 W 5.2.2DG810 集成功放及其应用 功率大、噪声小、频带宽、 工作电源范围宽、有保护电路 —标准音频功率放大 自举电容 电源滤波 +VCC 100 F 100  C6 C8 C9 R3 输出电容 100 F 0.1 F 输入 偏置 C1 5 F 1 4 C10 8 ui 12 DG810 R1 9 1000 F 100 k 10 5 7 C4 .01 F C2 R4 4 100 F C5 100 F R2 C7 1  交流负反馈 频率补偿 防自激等 1000 pF 4 700 pF 56  频率补偿，防自激等

  36. +VCC(16 V) 220 F C1 C3 C4 1 F 1 电源滤波 5 ui 0.1 F R1 2040 4 2 220 k 交流电 压串联 负反馈 R4 3 频率补偿 防自激等 5 R2 R3 22 k -VEE (-16 V) C7 680  4  C2 输出功率可 大于 15 W C5 C6 22 F 0.01 F 0.1 F 220 F 5.2.3TD2040 集成功放及其应用 特点： 输出短路保护、自动限制功耗、有过热关机保护 双电源(OTL)应用 大电容滤除低频成分 参数： 直流电源： 2.5 ~ 20 V 开环增益：80 dB 小电容滤除高频成分 功率带宽：100 kHz 输入阻抗：50 k 输出功率：22 W (RL = 4 )

  37. R1 +VCC(16 V) 22k R3 C3 C4 22 k ui C1 5 5 1 220F 0.1F 1 F 2040 4 4 R2 2 3 3 C7 C5 22k R5 4 2.2 F 22k 5 R4 R6 680  0.01F 22 F C2 C6 单电源(OTL)应用： 使 U1 = 0.5VCC 交流电压串联负反馈 30 dB

  38. iC ICQ t O iC ICQ t O iC ICQ t O 1. 功率管的工作类型 2. OCL 和 OTL 功放电路的特性

  39. 结构简单，效率高， 频率响应好，易集成 结构简单，效率高，频率 响应好，易集成，单电源 输出需大电容， 电源利用率不高 双电源， 电源利用率不高 最大输出功率 直流电源消耗功率 效率 最大管耗

  40. 作业： P220 5.2.4 P221 5.3.5

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