高二物理竞赛:功率放大器的特点及工作状态分类 课件(共12张PPT)

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高二物理竞赛:功率放大器的特点及工作状态分类 课件(共12张PPT)

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功率放大器的特点及工作状态分类
功率放大器的特点及工作状态分类
二、特点
(1) 大信号工作。
(2) 分析方法以图解法为主。
(3) 非线性失真矛盾突出。
(4) 提高效率成为重要的关注点。
(5) 功率器件的安全问题必须考虑。
(过压、过流、散热等)
一、功能:
不失真的传给负载足够大的功率
二、工作状态分类
根据直流工作点的位置不同,放大器的工作状态可分为A类(甲类)、B类(乙类)、C类(丙类)等。
A类(甲类):工作点Q较高(ICQ大),信号360°内,管子均导通。
通角:θ =180 °
i
C
t
0
i
C
uBE
Q
0
i
C
u
BE
Q
0
B类(乙类):工作点Q选在截止点,管子只有半周导通,
另外半周截止。
通角:θ =90 °
i
C
t
0
π

i
C
u
BE
Q
0
C类(丙类):工作点Q选在截止点面,
信号导通角小于180°
通角:θ <90 °
i
C
t
0
π
θ
θ
AB类
分析结果表明:
A类工作时非线性失真虽小,但效率太低,且没有收到信号时,电源仍供给功率(ICQ≠0),这些功率将转化为无用的管耗。
B类工作时非线性失真虽大(波形只有半周),但效率却很高,只要我们在电路结构上加以弥补,非线性失真是可以减小的,所以,在功率放大器中大多采用B类工作。
C类工作主要用于高频功率放大器中,这里不予讨论。
9.2 互补跟随乙类(B类)功率放大器
一、双电源互补跟随乙类功率放大器(OCL电路)
OTL:Output TransformerLess
OCL:Output CapacitorLess
1.电路
图9.2.1 互补跟随乙类功率放大器(OTL电路)
1)输出交流功率PL
令 称之为电压利用系数,那么式可改写为
信号越大,Uo增大,电压利用率也增大。若忽略集电极饱和电压,则最大ξ=1,故最大输出功率PLm为
V1、V2为半周工作,但负载电流却是完整的正弦波。
3)每管转换能量的效率η
当信号最大,ξ=1时,效率达到最高:
一般: 50%~60%
4)每个管子损耗PC
可见,每个管子的损耗PC是输出信号振幅的函数。将PC对Uo求导,可得出最大管耗PCm。令
得出,当 时,每管的损耗最大:
那么,我们可以得出一个重要结论,即PCm与最大输出功率的关系为

该式提供了选择功率管功耗的依据。例如,负载要求的最大功率PLm=10W,那么只要选一个功耗PCm大于0.2PLm=2W的功率管就行了。

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