模電課件--功率電子電路.ppt

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1、第四章功率放大器4.1概述4.2乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路4.3甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路*4.4集成功率放大器甲乙類雙電源互補(bǔ)對(duì)稱電路甲乙類單電源互補(bǔ)對(duì)稱電路4.1概述例：擴(kuò)音系統(tǒng)實(shí)際負(fù)載什么是功率放大器？在電子系統(tǒng)中，模擬信號(hào)被放大后，往往要去推動(dòng)一個(gè)實(shí)際的負(fù)載。如使揚(yáng)聲器發(fā)聲、繼電器動(dòng)作、儀表指針偏轉(zhuǎn)等。推動(dòng)一個(gè)實(shí)際負(fù)載需要的功率很大。能輸出較大功率的放大器稱為功率放大器功率放大電壓放大信號(hào)提取電壓放大器功率放大器放大電壓信號(hào)獲得大的輸出功率AuRiRoPo=UoIo小信號(hào)——微變等效電路分析法大信號(hào)——圖解法本

2、質(zhì)相同一.功放電路的特點(diǎn)（2）功放電路中電流、電壓要求都比較大，必須注意電路參數(shù)不能超過(guò)晶體管的極限值:ICM、UCEM、PCM。ICMPCMUCEM（1）輸出功率Po盡可能大Icuce(3)電流、電壓信號(hào)比較大，必須注意防止波形失真。(4)電源提供的能量應(yīng)盡可能多地轉(zhuǎn)換給負(fù)載，盡量減少晶體管及線路上的損失。即注意提高電路的效率（?）。Po:負(fù)載上得到的交流信號(hào)功率。PE:電源提供的直流功率。（5）功放管散熱和保護(hù)問(wèn)題二.甲類功率放大器分析1.三極管的靜態(tài)功耗：若電源提供的平均功耗：則IcuceQuceQIcQ2.動(dòng)

3、態(tài)功耗（當(dāng)輸入信號(hào)Ui時(shí)）輸出功率:要想PO大，就要使功率三角形的面積大，即必須使Vom和Iom都要大。最大輸出功率:MNUomIom功率三角形iCuCEQUCEQICQVCC電源提供的功率此電路的最高效率甲類功率放大器存在的缺點(diǎn)：輸出功率小靜態(tài)功率大，效率低三.BJT的幾種工作狀態(tài)甲類：Q點(diǎn)適中，在正弦信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)均有電流流過(guò)BJT。甲乙類：介于兩者之間，導(dǎo)通角大于180°iCuCEQ1UCEQICQVCCiCuCEQ3ICQVCC乙類：靜態(tài)電流為0，BJT只在正弦信號(hào)的半個(gè)周期內(nèi)均導(dǎo)通。iCuCEQ2ICQV

4、CC一.結(jié)構(gòu)4.2乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路乙類狀態(tài)的NPN、PNP射極跟隨器互補(bǔ)組成對(duì)稱式功放LR＋uＴ１VCCoui－VCCＴ２LRuiuo二、工作原理ic1靜態(tài)時(shí)：動(dòng)態(tài)時(shí):(設(shè)ui為正弦波)T1、T2兩個(gè)管子交替工作，在負(fù)載上得到完整的正弦波。ui=0V?Ic1=Ic2=0（乙類狀態(tài)）?uo=0Vui負(fù)半周T1截止，T2導(dǎo)通ui正半周T1導(dǎo)通，T2截止io=ic1io=ic2＋－uuＴ1Ｔ2VCCVCCoiLRio形成uo正半周形成uo負(fù)半周ic2Po=0PT=0PE=0uo=VCC-uCE

5、△uo

6、=

7、△uCE

8、

9、Uom=Ucemio=iCIom=Icm三、分析計(jì)算——圖解法IcmUcem負(fù)載上的最大不失真輸出電壓為(極限值）Uom=Ucem=VCC-UCES≈VCCuCEiC1iC2QVCCUCES動(dòng)畫(huà)演示最大不失真輸出功率Pomax1.輸出功率Po三、分析計(jì)算一個(gè)管子的管耗2.管耗PT兩管管耗3.電源供給的功率PE當(dāng)4.效率?最高效率?max四．三極管的最大管耗使PT1對(duì)Uom求導(dǎo)，并令導(dǎo)數(shù)=0，有：求得：管耗：最大管耗：選功率管的原則：1.PCM?PT1max=0.2PoM2．輸入輸出波形圖uiuououo′交越失真死

10、區(qū)電壓動(dòng)畫(huà)演示乙類互補(bǔ)對(duì)稱功放的缺點(diǎn)交流短路靜態(tài)時(shí):UBE1+

11、UBE2

12、=UD1+UD2=0.7V+0.7V=1.4V兩管均處于微導(dǎo)通狀態(tài)——甲乙類工作狀態(tài)IC1=-IC2Io=0Uo=0動(dòng)態(tài)時(shí)：設(shè)ui加入正弦信號(hào)。電路中增加R1、D1、D2、R2支路1.結(jié)構(gòu):4.3甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路一.甲乙類雙電源互補(bǔ)對(duì)稱電路功率、效率的計(jì)算套用乙類公式，誤差在允許的范圍內(nèi)。ui正半周，T1通、T2止；ui負(fù)半周，T2通、T1止。2.基本原理uB1tUTtiBIBQ波形關(guān)系：ICQiCuBEiBib特點(diǎn)：存在較小的靜態(tài)電

13、流ICQ、IBQ。每管導(dǎo)通時(shí)間大于半個(gè)周期，基本不失真。iCQuceVCC/ReVCCIBQ2.帶前置放大級(jí)的甲乙類功率放大器R2D——克服交越失真T3——前置級(jí)(甲類狀態(tài)）T1T2——互補(bǔ)對(duì)稱功放（甲乙類狀態(tài)）（計(jì)算同乙類）R3和R4——穩(wěn)定輸出電流3.電路中增加復(fù)合管增加復(fù)合管的目的：擴(kuò)大電流的驅(qū)動(dòng)能力。????1?2復(fù)合NPN型晶體管的類型由復(fù)合管中的第一支管子決定。復(fù)合NPN型復(fù)合PNP型復(fù)合NPN型復(fù)合PNP型4.帶復(fù)合管的OCL互補(bǔ)輸出功放電路：T1：電壓推動(dòng)級(jí)（前置級(jí)）T2、R1、R2：UBE擴(kuò)大電路T

14、3、T4、T5、T6：復(fù)合管構(gòu)成互補(bǔ)對(duì)稱功放輸出級(jí)中的T4、T6均為NPN型晶體管，兩者特性容易對(duì)稱。靜態(tài)工作：ui=0，T1導(dǎo)通，R3限流，合理選擇R1、R2，b3、b5間可得到UBE2任意倍的電壓。在此需要3UBE24.帶運(yùn)放前置放大級(jí)的甲乙類功率放大電路運(yùn)放A接成同相輸入方式作前置放大級(jí)。引入了電壓串聯(lián)負(fù)反饋。整個(gè)電路的電壓放大倍數(shù)：?jiǎn)坞?/p>