2022-2023学年高二物理竞赛课件：互补功率放大电路

　互补功率放大电路 2 互补输出级是直接耦合的功率放大电路。 对输出级的要求：带负载能力强；直流功耗小；负载电阻上无直流功耗； 最大不失真输出电压最大。 射极输出形式 静态工作电流小 输入为零时输出为零 双电源供电时Uom的峰值接近电源电压。 单电源供电Uom的峰值接近二分之一电源电压。 　互补功率放大电路 3 几种电路的比较 变压器耦合乙类推挽：单电源供电，笨重，效率低，低频特性差。 OTL电路：单电源供电，低频特性差。 OCL电路：双电源供电，效率高，低频特性好。 BTL电路：单电源供电，低频特性好；双端输入双端输出。 4 静态时T1、T2均截止，UB= UE=0 1. 特征：T1、T2特性理想对称。 2. 静态分析 8.2.1 OCL电路的组成及工作原理（同3.3.4节） 理想化特性 ui +VCC T1 RL + (-) T2 uO + - -VCC 5 3. 动态分析 ui正半周，电流通路为 +VCC→T1→RL→地， uo = ui 两只管子交替工作，两路电源交替供电，双向跟随。 ui负半周，电流通路为 地→ RL → T2 → -VCC， uo = ui 6 4. 交越失真 消除失真的方法： 设置合适的静态工作点。 信号在零附近 两只管子均截止 开启电压 ① 静态时T1、T2处于临界导通或微导通状态，则有信号时至少有一只导通； ② 偏置电路对动态性能影响要小。动态电阻尽可能小，即动态信号的损失尽可能小。 7 UB1.B2=UD1+UD2 T1，T2处于微导通状态 UB1.B2=UD1+UD2 T1，T2处于微导通状态 UBE倍增电路 T R3 R4 b1 b2 I1 I2 IB I 利用二极管 消除交越失真 T1 T2 uI uO + - -VCC +VCC R1 R2 D2 D1 RL b1 b2 5. 消除交越失真的互补输出级 8 T1 T2 uI uO + - -VCC +VCC R1 R2 D2 D1 RL R3 + - E iC1 iC2 iL Q1 iB1 iB1 uBE1 O1 T1管 输入特性 ui t Q2 iB2 iB2 -uBE2 O2 T2管 输入特性 二、工作原理 　　输入信号正半周主要是T1管发射极驱动负载，而负半周主要是T2管发射极驱动负载，而且两管的导通时间都比输入信号的半个周期长，即在信号电压很小时，两只管子同时导通，因而它们工作在甲乙类状态。 乙类工作状态 甲乙类工作状态 静态时，UB1.B2=UR2+UD1+UD2 9 然后求出电源的平均功率， 转换效率 在已知RL的情况下，先求出Uom，则 8.2.2 OCL电路的输出功率及效率的计算 10 -uCE2 iC2 T2管输出特性 Q uCE1 iC1 VCC T1管输出特性 t iC1max t iL 0 iC1max iC1 T1导通 iC2max iC2 T2 导 通 uO VCC-UCES1 VCC iC2max I II 8.2.2 OCL电路的输出功率及效率 最大不失真输出电压的有效值 最大输出功率 电源VCC提供的电流 11 电源在负载获得最大交流功率时所消耗的平均功率等于其平均电流与电源电压之积，其表达式为 转换效率 在理想情况下，即饱和管压降可忽略不计的情况下 12 最大不失真输出电压的有效值 最大输出功率 转换效率 在理想情况下，即饱和管压降可忽略不计的情况下 归纳：互补输出级的分析估算 注意:大功率管的UCES常为2~3V。 数值较大不可忽略 $