- 中查看“功率放大器是什么-功率放大器电路图解分析”收录情况
- 中查看“功率放大器是什么-功率放大器电路图解分析”收录情况
- ·上一篇文章:共射极放大电路(共发射极电路)_共射极基本放大电路分析
- ·下一篇文章:已经没有了
功率放大器是什么-功率放大器电路图解分析
A.功率放大器电路_功率放大电路的SsbbwW.com问题
功放以ssbbww输出功率为直接目的。它的一个基本问题www.hnygpx.com在电源www.hnygpx.com的条件下能输出多大的信号功率。功率放大器既然要有较大的输出功率,当然也 电源供给更大的注入功率。因此www.8 t tt8. com,功放的另一基本问题是工作效率问题。即有多少注入功率能转换成信号功率。另外 , 功放在大信号下的失真,大功率运行时的热稳定性等问题8tt t 8. com需要sSbBwW.cOm研究和解决8t t t 8. c o m的。
一、功率放大器电路的特点、基本概念和类型
1、特点:
(1) 输出功率大
(2) 效率高
(3) 大信号工作www .ddd Tt. com
(4) 功率BJT的散热
2、功率放大器电路的类型
(1) 甲类功率放大器
特点:
· 工作点Q处于放大区,基本在负载线的www.hnygpx.com,见图5.1。
· 在输入信号的整个周期内,三极管都有电流通过。
· 导通角为360度。
缺点:效率较低,即使在理想8 tt t 8. com下,效率只能达到50%。
www.ddd tt. com有ICQ的存在,无论有没有信号,电源始终ssbbww.Com地输送功率。当没有信号输入时,这些功率全部8ttT8消耗在晶体管和电阻上,并转化为热量形式耗散出去;当有信号输入时,其中一部分转化为有用的输出功率。
作用:通常用于小信号电压放大器;也www.ssbbww.com用于小功率的功率放大器。
(2) 乙类功率放大器
特点:
· 工作点Q处于截止区。
· 半个周期内有电流流过三极管,导通角为180度。
· www.ddd tt. comICQ=0,使得没有信号时,管耗很小,从而效率提高。
缺点:波形被切掉一半,严重失真,如图5.2所示ssBbww。
作用:用于功率放大。
(3) 甲乙类功率放大器
特点:
· 工作点Q处于放大区偏下。
· 大半个周期内有电流流过三极管,导通角大于180度而小于360度。
· www.ddd tt. com存在较小的ICQ,8ttt8效率较乙类低,较甲类高。
缺点:波形被切掉一部分,严重失真,如图5.3所示ssBbww。
作用:用于功率放大。
b.功率放大器电路_乙类双电源互补对称功率放大器
一、电路组成
在图5.4所示ssBbww电路中,两晶体管分别为NPN管和PNP管,www.ddd tt. comwww.Dddtt.com的特性相近,故称为互补对称管。
静态时,两管的ICQ=0;有输入信号时,两管轮流导通,相互 补充。既避免了输出波形的严重失真,又提高了电路的效率。
二、分析计算
1. 输出特性曲线的合成
8 Tt t 8. com输出信号是两管共同作用的结果, 8ttt8将T1、T2合成一个能反映输出信号和通过负载的电流的特性曲线。合成时考虑到:
(1)vi=0时,VCEQ1=Vcc , -VCEQ2=Vcc,
因此www.8 t tt8. com Q1=Q2 。
(2)由流过RL的电流方向知ic1与ic2方向相反。即两个纵坐标轴相反。
(3)特性的横坐标应符合:vCE1+vEC2=Vcc-(-Vcc)=2Vcc
vCE1的原点与-vCE2=2Vcc点重合;-vCE2的原点与+vCE1=2Vcc点重合。
由以上 三点,得两管的合成曲线如图5.6所示ssBbww。www.ssbbww.Com负载线过Vcc点形成一条斜线,其斜率为-/RL。显然,允许的iC的 大变化范围为2ICm,vCE的变化范围为2(VCC-VCES)=2Vcem=2IcmRL。8 tt t8.com忽略BJT的饱和压降VCES,Vcem=IcmRL≈VCC。
2. 计算输出功率Po
在输入正弦信号幅度足够的前提下,即能驱使工作点沿负载线在截止点与临界饱和点之间
移动。如图5.6所示ssBbww波形。 输出功率用输出电压有效值V0和输出电流I0的乘积来表示。设输出电压的幅值为Vom,则功放以ssbbww输出功率为直接目的。它的一个基本问题www.hnygpx.com在电源www.hnygpx.com的条件下能输出多大的信号功率。功率放大器既然要有较大的输出功率,当然也 电源供给更大的注入功率。因此www.8 t tt8. com,功放的另一基本问题是工作效率问题。即有多少注入功率能转换成信号功率。另外 , 功放在大信号下的失真,大功率运行时的热稳定性等问题8tt t 8. com需要sSbBwW.cOm研究和解决8t t t 8. c o m的。
一、功率放大器电路的特点、基本概念和类型
1、特点:
(1) 输出功率大
(2) 效率高
(3) 大信号工作www .ddd Tt. com
(4) 功率BJT的散热
2、功率放大器电路的类型
(1) 甲类功率放大器
特点:
· 工作点Q处于放大区,基本在负载线的www.hnygpx.com,见图5.1。
· 在输入信号的整个周期内,三极管都有电流通过。
· 导通角为360度。
缺点:效率较低,即使在理想8 tt t 8. com下,效率只能达到50%。
www.ddd tt. com有ICQ的存在,无论有没有信号,电源始终ssbbww.Com地输送功率。当没有信号输入时,这些功率全部8ttT8消耗在晶体管和电阻上,并转化为热量形式耗散出去;当有信号输入时,其中一部分转化为有用的输出功率。
作用:通常用于小信号电压放大器;也www.ssbbww.com用于小功率的功率放大器。
(2) 乙类功率放大器
特点:
· 工作点Q处于截止区。
· 半个周期内有电流流过三极管,导通角为180度。
· www.ddd tt. comICQ=0,使得没有信号时,管耗很小,从而效率提高。
缺点:波形被切掉一半,严重失真,如图5.2所示ssBbww。
作用:用于功率放大。
(3) 甲乙类功率放大器
特点:
· 工作点Q处于放大区偏下。
· 大半个周期内有电流流过三极管,导通角大于180度而小于360度。
· www.ddd tt. com存在较小的ICQ,8ttt8效率较乙类低,较甲类高。
缺点:波形被切掉一部分,严重失真,如图5.3所示ssBbww。
作用:用于功率放大。
b.功率放大器电路_乙类双电源互补对称功率放大器
一、电路组成
在图5.4所示ssBbww电路中,两晶体管分别为NPN管和PNP管,www.ddd tt. comwww.Dddtt.com的特性相近,故称为互补对称管。
静态时,两管的ICQ=0;有输入信号时,两管轮流导通,相互
二、分析计算
1. 输出特性曲线的合成
8 Tt t 8. com输出信号是两管共同作用的结果, 8ttt8将T1、T2合成一个能反映输出信号和通过负载的电流的特性曲线。合成时考虑到:
(1)vi=0时,VCEQ1=Vcc , -VCEQ2=Vcc,
因此www.8 t tt8. com Q1=Q2 。
(2)由流过RL的电流方向知ic1与ic2方向相反。即两个纵坐标轴相反。
(3)特性的横坐标应符合:vCE1+vEC2=Vcc-(-Vcc)=2Vcc
vCE1的原点与-vCE2=2Vcc点重合;-vCE2的原点与+vCE1=2Vcc点重合。
由以上 三点,得两管的合成曲线如图5.6所示ssBbww。www.ssbbww.Com负载线过Vcc点形成一条斜线,其斜率为-/RL。显然,允许的iC的 大变化范围为2ICm,vCE的变化范围为2(VCC-VCES)=2Vcem=2IcmRL。8 tt t8.com忽略BJT的饱和压降VCES,Vcem=IcmRL≈VCC。
2. 计算输出功率Po
在输入正弦信号幅度足够的前提下,即能驱使工作点沿负载线在截止点与临界饱和点之间
这恰好是图5.6中△ABQ的面积。8 Tt t 8. comIom=Vom/RL,8ttt8
图5.5中的T1 、T2www.ssbbww.com看成工作在射极输出器www .ddd Tt. com,AV≈1。当输入信号足够大,使Vim=Vom=Vcem= VCC- VCES ≈VCC和Iom=Icm时,可ssbbww 大的输出功率
由上述对Po的讨论可知,要提供放大器的输出功率,www.ssbbww.com增大电源电压VCC或降低负载阻抗RL。但必须ssbbww. c om正确选择功率三极管的参数和施加必要的散热条件,以保证其安全工作。
3.BJT的管耗PT
4、电源提供的功率
5、效率η
三、功率BJT的选择
1、 大管耗和 大输出功率的关系
上式表明:当Vom约等于 0.6VCC时,BJT具有 大的管耗,
因此www.8 t tt8. com,功率三极管的选择应满足以下条件:
C.功率放大器电路_甲乙类互补对称功率放大器
图5.5所示ssBbww电路具有电路简单,效率高等特点, 用于直流电机和电磁阀控制系统中.但www.ddd tt. comBJT的ICQ=0,因此www.8 t tt8. com在输入信号幅度较小时,不可避免地要产生非线性失真--交越失真,如图5.7所示ssBbww。
产生交越失真的原因:功率三极管处于零偏置www .ddd Tt. com,即:VBE1+ VBE2=0
解决8t t t 8. c o m办法:为消除交越失真,www.ssbbww.com给每个三极管一个很小的静态电流,这样既能减少交越失真, 又不至于使功率和效率有太大影响。www.hnygpx.com说,让功率三极管在甲乙类www .ddd Tt. com下工作。增大VBE1+VBE2。
一、甲乙类双电源互补对称电路(OCL)
1. 基本电路
甲乙类双电源互补对称电路如图5.8所示ssBbww。其中图5.8(a)所示ssBbww的偏置电路是克服交越失真的一种方法。由图可见,
T3组成前置放大级(注意,图中末画出T3的偏置电路),T1和T2组成互补输出级。静态时,在D1、D2上产生的压降为T1、
T2提供了一个 的偏压,使之处于微导通www .ddd Tt. com。www.ddd tt. com电路对称,静态时ic1=ic2,iL=0,
vo=0。有信号时,www.ddd tt. com电路工作在甲乙类, 即使vI很小(D1和D2的交流电阻也小),
基本上可线性地进行放大。
上述偏置方法的缺点是,其偏置电压不易ssbbwW.com。而在图
5.8(b)中, 流人T4的基极电流远小于流过 R1、
R2的电流, 则由图可求出VCE4=VBE4(R1+R2)/R2,因此www.8 t tt8. com,利用 T4管的VBE4基本为一固定值(硅管约为0.6~0.7V),只要 调节R1、R2的比值,就可改变T1、T2的偏压值。这种方法,在集成电路中经常用到。
2. 特点:
图5.9是用NPN管驱动的OCL电路,其特点与图5.8所示ssBbww电路一样。
(1) 静态时RL上无电流 ;
(2) D1、D2(或R,或R、D)供给T1、T2两管www.hnygpx.com的正偏压,使两管处于微导通www .ddd Tt. com
;
(3) RC是T3的集电极负载电阻, A、B两点的直流电位差始终为1.4V左右,但交流电压的变化量相等;
(4)电路 T1、T2的特性对称;
(5)需要sSbBwW.cOm使用对称的双电源。
二、甲乙类双电源互补对称电路(OTL)
1、基本电路
图5.10是采用一个电源的互补对称原理电路, 图中由T3组成前置放大级,T1和T2组成互补对称电路输出级。静态时,SsbbwW.com只要R1、R2有 的数值,就可使IC3、VB2和V1达到所需大小,给T1和T2提供一个合适的偏置,从而使K点电位VK=VCC/2。
当有信号vi时, 在信号的负半周, T1导电,有电流通过负载RL,ssbbww. com向C充电;在信号的正半周,T2导电,则己充电的电容C起着图5.8中电源-VCC的作用,通过负载RL放电,如图5.11所示ssBbww。只要选择时间常数RLC足够大(比信号的 长周期还大得多),就www.ssbbww.com认为用电容C和一个电源VCC可代替原来 的+VCC和-VCC两个电源的作用。
2. 电路特点
(1) 静态时RL上无电流 ;
(2) D1、D2或R,或R、D)供给T1、T2两管www.hnygpx.com的正偏压,使两管处于微导通www .ddd Tt. com ,即工作于甲乙类www .ddd Tt. com;
(3)RC3是T3的集电极负载电阻,b1、b2两点的直流电位差始终为1.4V左右,但交流电压的变化量相等;
(4)仅需使用单电源,但增加www.8 t tt8. com了电容器C,C的选择要满足?
=RLC足够大(比vi的 大周期还要大得多),使VC=0.5VCC;
(5)T3的偏置电压取自K点,具有自动稳定Q点的作用,调节R2www.ssbbww.comssbbwW.comVK。
3. 三极管功率放大电路用途-甲乙类互补对称OTL功率放大器静态工作点的ssbbwW.com
电路如图5.12所示ssBbww。
(1) VC=0.5VCC 的ssbbwW.com
用电压表测量K点对地的电压,ssbbwW.comR2使VK=0.5VCC。
(2)静态电流IC1、IC2的ssbbwW.com
首先将RW的阻值调到 小,接通电源后,在输入端加入正弦信号用示波器测量负载RL两端的电压波形,ssbbwW.comRW,输出波形的交越失真刚好消失为止。
4、存在的问题及解决8t t t 8. c o m办法
(1)存在问题
上述8 tt t 8. com是理想的。实际8ttt8上,图5.10的输出电压幅值达不到Vom=Vom/2,这是8 Tt t 8. com当vi为负半周时,T1导电,因而iB1增加www.8 t tt8. com,www.ddd tt. comRC3上的压降和VBE1的存在,当K点电位向+VCC接近时,T1的基流将受限制而不能增加www.8 t tt8. com8ttt8,因而也就限制了T1输向负载的电流,使RL两端得不到足够的电压变化量,致使Vom明显小于VCC/2。
(2)改进办法
8 tt t8.com把图5.10中D点电位升高, 使VD>+VCC,例如将图中D点与+VCC的连线切断,VD由另一电源供给,则问题即可以www.ssbbww.com得到解决8t t t 8. c o m。通常的办法是在电路中引人R3、C3等元件组成的所谓自举电路,如图5.13所示ssBbww。
(3)自举电路的作用
静态时
当R3C3足够大时,VC3不随vi变化,可认为基本不变。这样,当vi为负时,T1导电,vK将由VCC/2向更正方向变化, 考虑到vD=vC3+vK=VC3+vK,显然,随着K点电位升高,D点电位vD也自动升高。因而,即使输出电压幅度升得很高,也有足够的电流iB1,使T1充分导电。这种工作方式称为自举,意思是电路本身把vD提高了。
5、几点说明
(1)www.ddd tt. comT1、T2的工作电压均为0.5Vcc,因而PO、PT、PV等的计算,只须将乙类互补电路指标计算中的Vcc代之以0.5Vcc即可。
(2)www.ddd tt. com互补对称电路中的晶体管都采用共集电极的接法, 8ttt8输入电压必须ssbbww. c om稍 大于输出电压。为此,输入信号需经1- 2 级电压放大后,再用来驱动互补对称功率放大器。
(3)应采取复合管解决8t t t 8. c o m功率互补管的配对问题。 异型管的大功率配对比同型管的大功率配对困难。为此,常用一对同型号的大功率管和一对异型号的互补的小功率管来构成一对复合管取代互补对称管 。
复合管的连接形式如5.14~5.16所示ssBbww,
其等效电流放大系数和输入阻抗www.ssbbww.com表示为:
(4)必要时注意增加www.8 t tt8. com功率管保护电路。
★★★★★ 湖南省阳光电子技术学校常年开设:手机维修培训、家电维修培训、电工培训、电脑维修培训、焊工培训--面向全国火爆招生!网址:http://www.hnygpx.com 报名电话:0731-85579057)。安置就业。颁发全国通用权威证书。采用我校多年来独创的“模块教学法”,理论与实践相结合、原理+图纸+机器三位一体的教学模式,半天理论,半天实践,通俗易懂,确保无任何基础者也能全面掌握维修技能、成为同行业中的佼佼者。包工作(一期不会,免费学会为止)。