2022-2023学年高二物理竞赛课件：乙类推挽功率放大器

乙类推挽功率放大器 乙类推挽功率放大器 乙类工作时，为了在负载上合成完整的正弦波，必须采用两管轮流导通的推挽 (Push-Pull) 电路。可有多种实现方案，如： NO,(1) 变压器耦合乙类推挽功放。图1-2-5（a） (2) 互补推挽功放。图1-2-5（b） 图1-2-5 交流（动态）分析。图1-2-3(C)交流通路 交流负载线方程： 又： 则：交流负载方程可改写为 (1-2-1) 图1-2-3 上式表明，当 ，它在两坐标轴上的截距： 相应可画出交流负载线是一条通过 Q点的直线 MN，斜率为  1/ 。 (1-2-2) (1-2-1) 计算功率性能 当输入充分激励，Q 在负载线中点，忽略非线性失真，且设 其中 (1-2-3) ，则相应的集电极电压和电流分别为： 与图1-2-1(a)放大器基本电路相比，在负载匹配时,电压信号幅值 Vcm 由VCC/2增加到VCC，若呈现在集电极上的负载相等，则Po增大四倍(平方)。 根据上述关系求得： (1-2-4) (1-2-5) (1-2-6) (1-2-7) 甲类，变压器耦合 (4) 管安全 由图1-2-4可见，集电极最大电压 通过集电极最大电流 当Po = 0时，PD全部消耗在管子中,因而消耗在集电极上的最大功率 。 采用甲类变压器耦合,ηCmax 由 0.25 增大到 0.5，即 PD 的一半转换为 Po。 若 Q 处于交流负载线中点，且充分激励的条件下，增大VCC，或减小R,L，Po均将相应增大，非线性失真也将增大，但最后受安全工作条件的限制。 又因为： ，上述安全工作条件又可用 Pomax 表示为 Pomax 取两者较小的值，它是变压器耦合电路，甲类工作时，功率管安全的Pomax 。 除外，还需检查功率管动态点是否落在二次击穿限定的安全区内。 (1-2-8) 所以，保证管子安全工作的条件为： 甲类单管功放存在问题及解决途径： 问题：功率小、损耗大、效率低。 原因：工作点设置太高。 解决的方法： ▲ 工作点Q点下降，成乙类工作状态。 为保证输出电路波形不失真，应采用推挽电路形式。 1. 变压器耦合功放：2个同型NPN导电且特性一致，单个VCC (1) 电路结构 Tr1——输入变压器，利用次级绕组的中心抽头将 vi (t) 分成两个幅值相等，极性相反的激励电压 ，分别加在两管的EB极之间，实现两管轮流导通。 图1-2-5(a) 乙类推挽 Tr2——输出变压器，隔断 iC1 和 iC2 中的平均分量，并利用初级绕组的中心抽头将 iC1 和 iC2 中的基波分量在 RL 中叠加，输出正弦波。 T1 和 T2——特性配对、同导电类型的 NPN 功率管。 图1-2-5(a) （2）工作原理 (忽略EB结导通压降) vi1(t) ＞ 0 时， vi2(t) ＜ 0，T1 管导通，T2 管截止，ic1 处于正半周的半个正弦波； vi2(t) ＞0 时， vi1(t) ＜ 0，T2 管导通，T1 管截止，ic2 处于负半周的半个正弦波。iC1 和 iC2 中的基波分量在 RL 中叠加，输出正弦波。  图1-2-5(a) $