1、集成电子技术基础教程 L D C 第三篇 模拟电路和系统 集成电子技术基础教程 集成电子技术基础教程 L D C 第四章 功率变换电路 集成电子技术基础教程 L D C 第四章 功率变换电路 3.4.1 功率放大电路的特点和基本类型 3.4.2 功率放大电路的分析计算 3.4.3 集成运放的扩流和扩压 3.4.4 集成功率放大器 3.4.5 整流、滤波、稳压电路 3.4.6 开关型直流稳压电路 集成电子技术基础教程 L D C 1、从功率变换的角度讨论放大电路如何有效地将 直流供电电源的能量转换为负载所需要的信号功 率。 内容包括 ： 低频功率放大电路 直流稳压电路 第四章 功率变换电路 2、
2、如何将交流电网的能量转换为电子电路所要求 的直流电能。 集成电子技术基础教程 L D C 由于输出幅度较大，功率放大电路必须工作在大信号 条件下，因而容易产生非线性失真。如何尽量减小输 出信号的失真是首先要考虑的问题。 3.4.1 功率放大电路的特点和基本类型 半导体器件在大信号条件下运用时，电路中应考虑器 件的过热、过流、过压、散热等一系列问题，并要有 适当的保护措施。 输出信号功率的能量来源于直流电源，应该考虑转换 的效率。 主要特点 集成电子技术基础教程 L D C 功率放大电路主要有互补对称式 和变压器耦合推挽式两种类型 OTL电路要求输入端(T1、T2基极)上的 静态电压也为VCC/
3、2，即vI=VCC/2+vi 单电源供电的互补对称功放 电路，又称OTL电路 v互补对称式 ( Output TransformerLess ) 基本类型 集成电子技术基础教程 L D C 双电源供电的互补对称功放电路，又称OCL电路 静态(vi0)时，T、T 管均截止，VOQ0 正半周(vi0)时，T管导通，T 管截止，+VCCT1RLGND 负半周(vi0)时，T1管截止，T2 管导通，GNDRLT2-VCC ( Output CapacitorLess ) 集成电子技术基础教程 L D C OTL功放电路与OCL功放电路的工作原理类似，都由NPN和PNP 管构成，但增加了一只大容量(几百
4、几千微法)的电解电容器 静态(vi0)时，T、T管均截 止， v oVCC /2 ，所以电容C 上充有VCC/2的电压，VOQ0 正半周(vi0)时，T导通 ，T截止，+VCCT1 C RLGND。电容充电。 负半周(vi0)时，T1截止，T2导通，电容 放电(作为电源)，C T2GND RL。 单电源互补功放电路(OTL)的工作原理 集成电子技术基础教程 L D C 功率放大器的工作点设置 甲类=360 乙类=180 甲乙类=180360 乙类放大 甲类放大 甲乙类放大 ICQ略大于0 集成电子技术基础教程 L D C Tr1、Tr2为输入和输出变压器 ； T1、T2为同极型对称推挽管； R
5、b1、Rb2提供静态偏置，克服 交越失真。 正半周(vi0)时 ，v21为正，T导 通， v22为负，T 截止输出正半 周。 负半周(vi0)时 ， v21为负，T1 截止， v22为正 ，T2导通，输出 负半周。 v变压器耦合推挽式 + _ _ + 集成电子技术基础教程 L D C 变压器耦合的突出优点是，通过改变变压器的变比， 能找到一个最佳的等效负载(此时输出功率最大，且 不失真)。并且，在不提高电源电压的条件下，可以 使输出电压幅度Vom超过电源电压。 + _ _ + 集成电子技术基础教程 L D C 设输入 ： 则输出： 输出功率 ： 以双电源互补对称式（OCL）功率放大电路为例 输
6、出功率Po 3.4.2 功率放大电路的分析计算 功率放大电路的主要技术指标 集成电子技术基础教程 L D C 电源提供平均功率 ： 输出效率 输出效率: 输出效率是输出功率与电源提供的平均功率之比 集成电子技术基础教程 L D C 当输入信号幅度达到理想的最大值 时， 输出功率达到最大，此时输出效率也最大。 考虑功放管的饱和压降VCES时，Vom=VCC-VCES ，实际效率将小于78.5%(一般为6070%)。 最大输出功率及最大效率 互补对称功放电路的工作波形 集成电子技术基础教程 L D C 管耗PT T1、T2二管的总管耗为： 为求最大管耗PTM，对上式求导，并令dPT/dVom= 0
7、 所以每个功放管的最大功耗为 ： 此时: 集成电子技术基础教程 L D C 在互补对称功率放大电路中，功放管须按以下几点 原则选取： (1) 管子的功耗 PCM0.2Pomax (2) 功放管的耐压 V (BR)CEO2VCC (3) 功放管允许的最大集电极电流 ICMVCC/RL 功率管的选取 集成电子技术基础教程 L D C (1)功率管应该严格配对，大小工作电流时的一致， 在大电流下饱和压降小，且一致； (2)管子的散热问题。在大功率场合，必须给管子装上 一定尺寸的散热板，或进行风冷和水冷； (3)功放管因在大电流、高电压下工作，应对其采取过 压和过流保护措施； (4)当电源质量不高或内
8、阻较大时，电源内阻上的压降 可能会引起功放电路的低频自激。消除低频自激 的有效方法是在前置放大电路的供电回路中加去 耦滤波电容。 功放电路实际应用时需考虑的问题 集成电子技术基础教程 L D C 集成运放扩流电路 在集成运放的输出端再加一级互补对称功放 利用T1、T2管子 的电流放大作用 ，达到扩大输出 电流的目的 3.4.3 集成运放的扩流和扩压 集成运放的扩流 集成电子技术基础教程 L D C 经扩压后的输出电压 可达24V以上 当加入信号vi后 集成运放的扩压 集成运放扩压电路 集成电子技术基础教程 L D C 一般通用型集成运放 的输出功率是很小的 ，如A741的输出功 率仅为100mW左右 。在需要较大功率场 合，可选用集成功率 放大器。 5W音频放大器 3.4.4 集成功率放大器 集成电子技术基础教程 L D C 20W音频放大器 集成电子技术基础教程 L D C
