模拟电路(大连理工大学)【专业教育】.ppt
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1、 8.1 功率放大电路的一般问题 8.2 甲类互补功放 8.3 乙类双电源互补功率放大器 8.4 甲乙类双电源互补功率放大器 8.5 集成功率放大器,第八章 功率放大电路,例1: 扩音系统,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。,8.1 功率放大电路的一般问题,例2:温度控制,R1-R3:标准电阻,Va : 基准电压,Rt :热敏电阻,A:电压放大器,Rt,T,VO,T,Vb,VO1,1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,
2、(1).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。,功率放大电路: 主要输出较大的功率。,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。,(2). 任务不同,(3).指标不同,(4).研究方法不同,电压放大电路:主要任务是使负载得到不失真的电压信号。输出的功率并不一定大。在小信号状态下工作.,功率放大电路:主要任务是使负载得到不失真(或失真较小)的输出功率。在大信号状态下工作。,电压放大电路:主要指标是电压增
3、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。,电压放大电路:图解法、等效电路法,功率放大电路:图解法,(1)输出功率Po尽可能大,(2)效率要高,Po大,电路的能量损耗也大,(3)非线性失真要小,大信号工作状态,与Po、 是一对矛盾,(4)功放管散热和保护问题,3.功率放大电路的特殊问题,要求Vo和Io都足够大,根据静态偏置或输出功放管导通角的不同, 功放电路可分为四种:,4.功率放大电路的分类,甲类 乙类 甲乙类 丙类,类别 工作点 波 形 导通角 特点,甲类,甲乙类,乙类,较高,较低,最低,360,180,180 360,无失真 效率低,失真大 效率最高,失真大
4、效率较高,功放电路分类比较表,OCL (无输出电容),双管:NPN、PNP特性相同且互补 双共集电路 双电源供电,8.3 乙类双电源互补对称功率放大电路,又称OCL互补功放,8.3.1 电路组成,vi正半周时,结论: 两个三极管,轮流导电(正、负半周)互补不足,忽略三极管的开启电压:,vi负半周时,互补,推挽,O,t,iL,工作原理,负载上的最大不失真电压为Vom=VCC -VCES,vo=-vce,8.3.2 分析计算,1输出功率Po,最大不失真功率为:,理想最大输出功率为:,以正半周为例,功率 三角形,Vom: 峰值,2三极管的管耗PT,3直流电源供给功率PV,当Vom = VCC 时,m
5、ax=/4 =78.5。,4效率,问:Vom=? PT1最大, PT1max=?,用PT1对Vom求导得出:,8.3.3 功率BJT的选择,1最大管耗和最大输出功率的关系,将Vom=0.64VCC代入PT1表达式得:,PT1max发生在Vom=2VCC/=0. 64VCC处,2. 功率BJT的选择,(1)最大允许管耗PCM,(2)|V(BR)CEO|,(3)最大集电极电流ICM,0.2POM,2VCC,散热与最大功耗PCM的关系 电源供给的功率,一部分转换为负载的有用功率,另一部分则消耗在功率管的集电结,变为热能而使管芯的结温上升。如果晶体管管芯的温度超过管芯材料的最大允许结温TjM(锗管Tj
6、M约为75100,硅管TjM约为150200),则晶体管将永久损坏。这个界限称为晶体管的最大允许功耗PCM。,描述热传导阻力大小的物理量称为热阻RT。 RT的量纲为/W,它表示每消耗1W功率结温上升的度数。为减小散热阻力,改善散热条件,通常采用加散热器的方法。图 (a)给出一种铝型材散热器的示意图。加散热器后,热传导阻力等效通路如图 (b)所示。图中: RTj内热阻,表示管芯到管壳的热阻; RTfo管壳到空间的热交换阻力; RTc管壳到散热器之间的接触热阻,与管壳和散热器之间的接触状况有关; RTf散热器到空间的热交换阻力,与散热器的形状、材料以及面积有关。,散热器和热传导阻力等效通路 (a)
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