乙类双电源互补对称功率放大电路.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,封面,西藏羊八井温泉,乙类双电源互补功率放大电路(OCL),返回,引言,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，而另外一个在负半周工作，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的波形，这样就能解决效率与失真的矛盾本页完,引言,返回,学习要点,本 节 学 习 要 点 和 要 求,乙类双电源互补对称功率放大电路OCL,乙类OCL的电路特点,乙类OCL的工作过程,计算乙类OCL的P,O,、P,T,、P,V,和,选择功放管,返回,一、电路的组成和工作过程,静态时电路状态,一、电路的组成和工作过程,乙类双电源互补对称功率放大电路,(OCL),OCL 为 Output Capacitorless(无输出电容器)的缩写.,继续,本页完,+V,CC,V,CC,+,u,i,u,o,+,R,L,T,1,NPN,T,2,PNP,u,i,=0,分析电路可知：当输入信号为0时,两只管的BE极间电压,U,BE,=0，均处于截止状态，三极管属于乙类工作性质。

0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,静态时Q使管子截止,v,CE,i,C,O,Q,i,B,=,常数,i,C,O,(b),t,乙类放大器,静态时Q使管子截止,电路组成如图所示,由一个PNP管和一个NPN管组成.,电路的静态分析,正半周,U,BE2,反偏T,2,截止,+V,CC,V,CC,+,u,i,u,o,+,R,L,T,1,NPN,T,2,PNP,一、电路的组成和工作过程,乙类双电源互补对称功率放大电路,(OCL),继续,本页完,+,+,+,+,U,BE1,正偏T,1,导通,i,c,t,0,u,i,t,0,当输入信号为正半周时,T,1,管的BE极处于正偏导通,T,2,管的BE 极处于反偏而截止，通过T,1,的电流,i,C,流经负载,在R,L,上产生一个正半周的输出电压,u,O,输出半个波形u,o,t,0,单击此进入OCL工作过程演示,输入信号为正半周时,负半周,+V,CC,V,CC,+,u,i,u,o,+,R,L,T,1,NPN,T,2,PNP,一、电路的组成和工作过程,乙类双电源互补对称功率放大电路,(OCL),输入信号为负半周时,两管的B极电压比地低U,BE,反偏T,1,截止,U,BE,正偏T,2,导通,u,o,t,0,继续,本页完,u,i,t,0,通过分析知:输入信号在一个周期内,T,1,与T,2,轮流导通和截止,可以输出一个完整的波形。

这种电路称为推挽式电路或称为互补对称电路仔细观察电路还可以知道 ,负载R,L,是接在两管的发射极,与每个管组成一个射随器,所以这个电路没有电压放大作用,但可以输出很大的电流,达到功率放大的效果单击此进入OCL工作过程演示,+,二、电路的分析计算,+V,CC,V,CC,+,u,i,u,o,+,R,L,T,1,NPN,T,2,PNP,一、电路的组成和工作过程,乙类双电源互补对称功率放大电路,(OCL),u,o,t,0,继续,u,i,t,0,二、电路的分析计算,管耗P,T,电源供给的功率P,V,效率,输出功率P,O,、P,Om,本页完,由于功率放大器的输出是工作在大信号状态下,所以在分析功率放大器的各种参数时，不能用第三章的微变等效法(H,参数等效法)计算，只能用通过图解法结合电路分析 的方法确定输出电压、管耗、效率等 的参数.由于两个管子的极性相反(PNP和NPN),所以其输出特性曲线刚好是相反,又因为两管的Q点相同(均在截止点)，所以两曲线在Q点处相衔接1、输出功率P,o,P,o,的一般式,一、电路的组成和工作过程,乙类双电源互补对称功率放大电路,(OCL),二、电路的分析计算,继续,本页完,1、输出功率P,o,输出功率P,o,(,有效值)的一般式,P,o,1,2,=,U,2,om,R,L,O,i,C1,u,CE1,V,CC,U,CES,A,i,B,=,常数,I,cm1,B,Q,V,cem,(a),u,CE,B,i,C1,i,C2,U,CES,U,CES,i,B,=,常数,Q,O,O,A,I,cm,2I,cm,I,cm,U,cem,2U,cem,(b),输出电压的幅值,U,om,管耗P,T,电源供给的功率P,V,效率,输出功率P,O,、P,Om,输出功率P,O,、P,Om,输出功率P,O,、P,Om,输出功率P,O,、P,Om,U,om,I,om,输出电流的幅值I,om,设输出功率为P,o,输出电压有效值为U,o,输出电流有效值为I,o,输出电压的幅值为U,om,P,o,=U,o,I,o,=,2,2,U,om,I,om,1,2,=,2,2,U,om,R,L,U,om,U,2,om,R,L,电路允许输出的最大功率P,om,一、电路的组成和工作过程,乙类双电源互补对称功率放大电路,(OCL),单击此进入OCL工作过程演示,二、电路的分析计算,继续,本页完,由下图可看出,输出电压的最大范围是如图所示的正弦波的两个幅值,2U,cem,之间,超过这两个值则进入饱和区而产生失真。

根据这两个值可算出本电路的最大输出功率,P,om,.,OCL,允许输出的最大功率,P,om,O,i,C1,u,CE1,V,CC,U,CES,A,i,B,=,常数,I,cm1,B,Q,V,cem,(a),u,CE,B,i,C1,i,C2,U,CES,U,CES,i,B,=,常数,Q,O,O,A,I,cm,2I,cm,I,cm,U,cem,2U,cem,(b),管耗P,T,电源供给的功率P,V,效率,输出功率P,O,、P,Om,输出功率P,O,、P,Om,U,cem,I,cm1,2U,cem,2U,cem,1、输出功率P,o,输出功率P,o,(,有效值)的一般式,输出的最大电压幅值,U,cem,显然,U,om,越大，输出的功率,P,O,越大，当,U,om,为最大值时，输出的功率,P,O,=,P,Om,2U,cem,P,o,1,2,=,U,2,om,R,L,推导P,om,表达式,一、电路的组成和工作过程,乙类双电源互补对称功率放大电路,(OCL),单击此进入OCL工作过程演示,二、电路的分析计算,继续,本页完,根据输出功率的一般式,把输出电压的最大值,U,cem,代替,U,om,即可,P,o,1,2,=,U,2,om,R,L,由图可知,U,cem,V,CC,(,电源电压)所以,1,2,P,om,V,2,CC,R,L,P,om,1,2,=,U,2,cem,R,L,O,i,C1,u,CE1,V,CC,U,CES,A,i,B,=,常数,I,cm1,B,Q,V,cem,(a),u,CE,B,i,C1,i,C2,U,CES,U,CES,i,B,=,常数,Q,O,O,A,I,cm,2I,cm,I,cm,U,cem,2V,cem,(b),管耗P,T,电源供给的功率P,V,效率,输出功率P,O,、P,Om,输出功率P,O,、P,Om,输出功率P,O,、P,Om,2U,cem,U,cem,I,cm1,OCL,允许输出的最大功率,P,om,1、输出功率P,o,输出功率P,o,(,有效值)的一般式,1,2,P,om,V,2,CC,R,L,输出的最大电压幅值,U,cem,最大功率,P,om,的几何意义,就是这个三角形的面积。

P,o,1,2,=,U,2,om,R,L,2.管耗P,T,推导P,T,的表达式,一、电路的组成和工作过程,乙类双电源互补对称功率放大电路,(OCL),二、电路的分析计算,所谓管耗 P,T,就是损耗在三极管本身的转化为热量的电能,这是无用功2、管耗P,T,+V,CC,V,CC,+,u,i,u,O,+,R,L,T,1,NPN,T,2,PNP,u,O,t,0,继续,本页完,i,O,u,CE,=,p,p,0,u,CE,i,C,d(,t,),2,1,P,T1,管耗P,T,电源供给的功率P,V,效率,管耗P,T,管耗P,T,管耗P,T,1、输出功率P,o,i,C,设输出为正弦波,u,o,=U,om,sim,t,每只管只在半个周期内(0,),导通,则在这期间的管耗,P,T1,为,=,p,p,0,(,V,CC,u,O,),d(,t),2,1,P,T1,u,O,R,L,把,u,O,=U,om,sim,t,代入上式后解积分方程得每只管的,管耗,P,T1,为,R,L,P,T1,=,1,(,),V,CC,U,om,-,U,2,om,4,两只管的总管耗,P,T,为,R,L,P,T,=,2,(,),V,CC,U,om,-,U,2,om,4,思路：管耗P,T,由流经三极管的,i,C,(,i,C,i,O,=u,O,/R,L,)与三极管ce极电压,u,CE,(=,V,CC,-u,O,),的,乘积,决定。

但由于,u,O,是变量,所以,u,CE,也是变量，计算管耗,P,T,要用积分又因为两只管是对称的，管耗一样，只需求出一只管的管耗,P,T1,，,然后乘2即可管耗P,T,的表达式,一、电路的组成和工作过程,乙类双电源互补对称功率放大电路,(OCL),二、电路的分析计算,u,O,t,0,继续,本页完,管耗P,T,电源供给的功率P,V,效率,管耗P,T,2、管耗P,T,1、输出功率P,o,R,L,P,T,=,2,(,),V,CC,U,om,-,U,2,om,4,设输出为正弦波,u,o,=U,om,sim,t,每只管只在半个周期内(0,),导通,则在这期间的管耗,P,T1,为,=,p,p,0,(,V,CC,u,O,),d(,t),2,1,P,T1,u,O,R,L,把,u,O,=U,om,sim,t,代入上式后解积分方程得每只管的,管耗,P,T1,为,R,L,P,T1,=,1,(,),V,CC,U,om,-,U,2,om,4,两只管的总管耗,P,T,为,R,L,P,T,=,2,(,),V,CC,U,om,-,U,2,om,4,+V,CC,V,CC,+,u,i,u,O,+,R,L,T,1,NPN,T,2,PNP,i,O,u,CE,=,p,p,0,u,CE,i,C,d(,t,),2,1,P,T1,3.直流电源供给的功率P,V,(1)P,V,的一般式,一、电路的组成和工作过程,乙类双电源互补对称功率放大电路,(OCL),二、电路的分析计算,u,O,t,0,继续,本页完,电源V,CC,供给的功率P,V,显然是输出功率P,o,和管耗P,T,之和，,3、直流电源供给的功率P,V,P,V,=P,o,+P,T,其中,P,o,1,2,=,U,2,om,R,L,解以上三个式子得：,(1)P,V,的一般式,电源供给的功率P,V,效率,电源供给的功率P,V,电源供给的功率P,V,电源供给的功率P,V,V,CC,U,om,P,V,=,2,p,R,L,R,L,P,T,=,2,(,),V,CC,U,om,-,U,2,om,4,V,CC,U,om,P,V,=,2,p,R,L,+V,CC,V,CC,+,u,i,u,O,+,R,L,T,1,NPN,T,2,PNP,i,O,u,CE,过度,一、电路的组成和工作过程,乙类双电源互补对称功率放大电路,(OCL),二、电路的分析计算,继续,3、直流电源供给的功率P,V,(1)P,V,的一般式,电源供给的功率P,V,效率,电源供给的功率P,V,电源供给的功率P,V,电源供给的功率P,V,V,CC,U,om,P,V,=,2,p,R,L,+V,CC,V,CC,+,u,i,u,O,+,R,L,T,1,NPN,T,2,PNP,i,O,u,CE,u,O,t,0,(2)P,Vm,的表达式,一、电路的组成和工作过程,乙类双电源互补对称功率放大电路,(OCL),二、电路的分析计算,继续,本页完,3、直流电源供给的功率P,V,(1)P,V,的一般式,电源供给的功率P,V,效率,电源供给的功率P,V,电源供给的功率P,V,电源供给的功率P,V,(2)P,V,的最大值P,vm,V。