2022-2023学年高二物理竞赛课件：桥式推挽功率放大电路（简称为BTL电路）

桥式推挽功率放大电路（简称为BTL电路） 2 桥式推挽功率放大电路（简称为BTL电路） 输入电压的正半周：＋VCC→ T1 → RL→ T4→地 输入电压的负半周：＋VCC→ T2 → RL→ T3→地 ①是双端输入、双端输出形式，输入信号、负载电阻均无接地点。 ②管子多，损耗大，使效率低。 +VCC T1 RL + T3 uO + - - T4 T2 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 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。 9.2　互补功率放大电路 5 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 9.2.1 OCL电路的组成及工作原理 理想化特性 ui +VCC T1 RL + (-) T2 uO + - -VCC 6 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 7 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 8 5. 消除交越失真的互补输出级 对偏置电路的要求：有合适的Q点，且动态电阻尽可能小，即动态信号的损失尽可能小。 如果信号为零时两只管子处于临界导通或微导通状态，那么当有信号输入时两只管子中至少有一只导通，因而消除了交越失真。 二极管导通时，对直流电源的作用可近似等效为一个0.6～0.8V的直流电池，对交流信号的作用可等效为一个数值很小的动态电阻。 9 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 10 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 11 -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 9.2.2 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 12 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 $