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模仿互补对称功率拓展电路

2017-05-08 10:55分类:电工考证知识 阅读:

 

甲类功放功率低,功放管的管耗大,其首要要素是静态作业点较高,不管有无信号输入,电源一向供应能量,当输入信号为零时,电源供应的功率悉数变为功放管本身管耗(热量) ,因而静态损耗最大。只需当有信号输入时,拓展器才将一有些电源功率转化成沟通功率输出。因而静态作业点高是甲类功率拓展器功率低的底子要素。假定不设静态作业点,即IBQ = 0 、ICQ = 0 时成效管的静态管耗低,功率较高。可是假定输入信号为正弦波信号,输出信号只需半周,将发作严峻失真。假定运用两个功用邻近的三极管,别离拓展正负半周信号,则能较好地处理拓展器的功率与波形失真的疑问。运用这种作业办法的功率拓展电路称为互补对称功率拓展电路。

如今广泛运用的互补对称功率拓展电路是OTL电路(无输出变压器的功率拓展电路)、OCL电路(无输出电容功率拓展电路)和BTL电路(桥式推挽功率拓展电路)

1、OTL电路

单电源互补对称式功率拓展器如图1所示。它只需一个电源UCC,在两功放管发射极与负载间串入大容量电容器C ,也称无输出变压器功率拓展电路、简称OTL(Output Transformer-Less)

图1 OTL电路及电路剖析

静态时,前级电路应使基极电位为,UCC/2,双管射极对地电位为UCC/2,电容器两头电压为UCC/2,极性如图1(b)所示。电容C在电路中起着负电源的效果,做T2的作业电源。

当输入信号为正半周时,疏忽晶体管B-E极间的敞开电压,T1的基极电位高于UCC/2, T1导通,T2截止,输出信号的正半周全负载RL ,此刻UCC对电容C 充电。如图1(b)实线所标明。

当输入信号为负半周时,疏忽晶体管B-E极间的敞开电压,T1与T2的基极电位低于UCC/2,T1 截止,T2导通,T2以射极输出的办法将信号传给负载,此刻电容器放电,电容C恰当于电源。如图1(b)虚线所标明。

T1、T2轮番作业,负载RL上得到一个无缺的波形,电路作业于乙类作业状况。电容器C的容量应选得满意大,使电容器的充放电时刻远大于信号周期,使电容器在T2导通时,充沛体现其担任电源的重担。因为电容器容量大且时刻常数大,能够以为电容器两头电压在信号的改动进程中底子不变。因为电容的阻抗与信号频率有关,通常C的容量应大于300μF ,容量太小,低频呼应欠好。

2、OCL电路

选用正负电源的互补对称功率拓展器的原理电路如图2所示,T1为NPN 管,T2为PNP 管,参数恳求一起,两个管的发射极连在一起接负载RL ,两基极连在一起,接输入信号ui,NPN集电极接电源正极,PNP 管集电极接电源的负极,两管别离为射极输出器。

图2 OCL电路及电路剖析

当ui = 0 时,电路处于间断状况,因无静态偏置,两管都截止, IBQ = 0 ,ICQ = 0 ,不耗费电源功率,因为电路对称,两管射极电位为零。

当输入信号为正半周时,ui>0;上端NPN 管因uBE1>0而导通,而PNP 管截止,负载RL 取得上半周信号。如图2 (b)实线所标明。

当输入信号为负半周时,ui<0;下端PNP 管因uBE2<0而导通,NPN管截止,负载RL 取得下半周信号,如图2 (b)虚线所标明。

因而两个三极管替换推挽作业,彼此抵偿,使负载取得无缺的正弦波,这称为互补对称推挽功率拓展器,又称OCL 电路(OCL ,Output Capacitor Less 的简称) ,此电路作业时,正半周时T1饱满,负半周时T2饱满,因而最大输出电压起伏是UCC 。

3、桥式推挽功率拓展电路

在OCL电路中选用了双电源供电,没有了大容,可是在制造负电源时仍需用变压器或带铁芯的电感、大电容等,所以就悉数电路体系而言未必是最好计划。(版权悉数)为了结束单电源供电,且不运用变压器和大电容,可选用桥式推挽功率拓展电路,简称BTL(Balanced Transformr-Less)电路。

图3中4只管子特性,静态时均处于截止状况,负载上电压为零。设晶体管b-e极间的敞开电压可疏忽不计;输入电压为正弦波,假定正方向如图3中所标明。当ui为正半周时,T1和T4管导通,T2和T3管截止,电流如图3中实线所示,负载上取得正半周电压;当ui为负半周时,T1和T4管截止,T2和T3管导通,电流如图3中虚线所示,负载上取得负半周电压;因而负载取得沟通功率。BTL电路所用管子数量最多,难以做到4只管子特性抱负对称;且管子的总损耗大,必定使得改换功率下降;电路的输入和输出均无接地址,因而有些场合不适用。综上所述,OTL、OCL和BTL电路中的晶体管均作业在乙类状况,它们各有优、缺陷,且均有集成电路,运用时应依据需求合理挑选。

图3 桥式推挽功率拓展电路

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