模拟电子电路基础：23-功率放大电路.pdf

模拟电子电路中的功率放大电路是电子电路设计中的一个重要分支，它主要用于驱动诸如扬声器、电动机等大功率负载设备。本篇文档详细介绍了功率放大电路的基础知识，包括功率放大电路的特点、分类以及互补对称功率放大电路和集成功率放大电路的原理和参数计算方法。 文档指出了功率放大电路的特点。功率放大器（功率放大电路）的主要目标是在其负载端提供尽可能大的输出功率（Po），同时保持较高的效率（η）和较低的非线性失真（γ）。同时，由于工作在较大功率条件下，功放管的散热和保护问题也必须得到妥善处理。此外，输出功率、效率和非线性失真之间存在矛盾，大信号工作状态下需要寻找合适的平衡点。 接着，文档对功率放大电路进行了分类。按照工作频率不同，分为低频功放和高频功放；按照负载性质，分为非谐振功放和谐振功放。此外，根据三极管导通时间的不同，又可以分为甲类、乙类、甲乙类和丙类放大器。甲类放大器（A类）在无信号时也全导通，乙类放大器（B类）则只有在信号的正半周或负半周导通，甲乙类放大器（AB类）是A类和B类的结合，而丙类放大器（C类）则在输入信号的大部分时间都不导通。 文档中还特别提到了共集电路——射极跟随器，并对静态和动态工作状态进行了分析，使用了图解分析法来表示输出功率和效率的关系。 接下来，文档重点介绍了互补对称功率放大电路。这种电路使用两个具有相同特性的NPN和PNP晶体管，它们以互补的方式工作，轮流导通，从而减小了失真，并提高了效率。这种电路也称为OCL（Output Capacitorless）互补功放，无输出电容器，有效提高了电路的响应速度。工作原理部分指出了在正半周时VT1导通，负半周时VT2导通，并通过负载线圈合成完整的不失真波形。互补对称功率放大电路的优点是效率高、失真小，广泛应用于音频放大器中。 文档还介绍了集成功率放大电路。集成功率放大器是一类将功率放大器的所有元件集成到一个芯片上的集成电路，它简化了电路设计，提高了产品的可靠性，被广泛应用于各种电子设备中。 在参数计算方面，文档对输出功率Po、电源功率PV（PE）、效率η以及三极管的管耗PT进行了详细的计算。例如，通过公式Po=I²R_L，可以计算出输出功率。而效率η则通过η=P_o/(P_V)计算得出，其中P_V为电源功率。在特定条件下，如U_om=V_CC时，效率的最大值可以达到78.5%。对于三极管的管耗PT的计算，它涉及到电流、电压以及工作时间的积分运算。 整体而言，功率放大电路的基础知识是非常复杂的，需要对电路原理、元件特性、信号处理等有深入的理解。功率放大器的设计对于保证放大电路的效率和性能至关重要，涉及到电子工程师在实际应用中的综合设计能力。