功率放大电路

时间:2024-03-26 22:40:45

功率放大电路的一般问题

主要问题:

    1.要求输出功率尽可能大

    2.效率更高

    3.非线性失真要小

    4.功率器件的散热问题

主要途径:

    1.甲类放大:输入信号在整个周期内都有电流流过放大器件,这种工作方式通常称为甲类放大。在甲类放大电路中,电源始终不断地输送功率,在没有信号输入时,这些功率全部消耗在器件上,并转化为热量的形式耗散出去。当有信号输入时,其中一部分转化为有用的输出功率,信号愈大,输送给负载的功率愈多。因此,甲类放大电路的效率较低。

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    2.乙类放大:把静态工作点Q向下移动,使信号等于零时电源供给的功率为零,信号增大时电源供给的功率也随之增大,这样电源供给功率即管耗都随着输出功率的大小而变,从而改变了甲类放大时效率低的问题。

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    3.甲乙类放大:把静态工作点Q向下移动,介于甲类和乙类之间。

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射极输出——甲类放大的实例

在理想情况下,甲类放大电路的效率最高也只能达到50%

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乙类双电源互补对称功率放大电路

工作在乙类的放大电路,虽然管耗小,有利于提高效率,但存在严重的失真,使得输入信号的半个波形被削掉了。如果用两个管子,使之都工作在乙类放大状态,但一个在正半周工作,同时使这两个输出波形都能加到负载上,从而在负载上得到一个完整波形,这样就能解决效率与失真的矛盾。

下图所示基本互补对称电路实现了静态时两管不导电,而有信号时,T1和T2轮流导电,组成推挽式电路。由于两管互补对方的不足,工作性能对称,所以这种电路通常称为互补对称电路。

在理想情况下,乙类放大电路的效率能达到78.5%

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由于没有直流偏置,功率管的Ib必须在Vbe大于某一个数值(即门坎电压,NPN硅管约为0.6V)时才有显著变化。当输入信号Vi低于这个数值时,T1和T2都截止,Ic1和Ic2基本为零,负载RL上无电流通过,出现一段死区。这种现象称为交越失真。

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甲乙类互补对称功率放大电路

甲乙类双电源互补对称电路

为T1、T2提供了一个适当的偏压,使之处于微导通状态。克服乙类功率放大电路中的交越失真现象。

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甲乙类单电源互补对称电路

当信号在负半周,T1导电,有电流通过负载RL,同时向C充电;在信号正半周,T2导电,则已充电的电容C起着双电源中-Vcc的作用,通过负载RL放电。只要时间常数足够大,就可以认为电容C和一个电源Vcc可替代原来的+Vcc和-Vcc两个电源的作用。

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