功率放大器设计的关键点是避免温度变化对电路造成的影响,这里结合共射级电路和共集电极电路的使用,设计简单的功率放大电路!
一.功率放大电路的计算
1.计算及分析方法
(1)甲类功率放大器:
最大不失真幅值电压:
最大输出不失真功率:
电源供给的功率:
则电路的效率为:
(2)乙类双电源互补推挽功率放大电路OCL
最大输出不失真功率:
当考虑饱和压降VCES时,输出电压的最大值为:
电压利用系数:
此时,
(3)乙类单电源互补推挽功率放大电路OTL
和上面的计算方法是一样的,直接用Vcc的一半代替Vcc即可。
(4)功率管选型满足的条件:
,
,
2.功率放大电路概述
上篇文章总结了简单的推挽式功率放大电路,但是因为其交越失真的存在,不能被广泛的使用,进而,我们提出了改进的方法,在偏置电路中二极管,来饱和三极管导通压降Vbe,并实际仿真改进电路,得到了较好的结果。在实际使用中,克服交越失真后的电路还存另外一个缺点---热击穿。热击穿现象的存在使得我们设计的功率放大器不能够长时间使用。因此,需要考虑对上面的电路进行改进和修正,使用晶体管进行热耦合可以很方便的解决此问题。
3.实例分析---(电压增益20dB输出功率0.5W以上的电路)
(1)共射级放大电路工作点的确定,负载和输出功率已知,可以确定输出电流值,输出电流值为推挽级集电极上的电流,假设hef=100,则推挽基极电流为3.5mA,共发射级集电极电流需要比推挽基极电流大的多,可以设为20mA。
(2)根据共射级放大电路的设计放方法,设计共射级放大电路。
Ve = 2Và确定Vc(VCC和Ve的中间值)->确定Ve,确定射级电阻确定放大倍数。
(3)射级偏置电路的设计
R4的确定,流过三极管的电流为20mA,基极侧流动的电压需要大于基极电压的10倍以上才可以忽略基极电压,由此可以确定电阻R4的值;
进而确定R3的值,R3为滑动变阻器,调节方便!
注意:C的插入为了使推挽三极管基极的阻抗相等,高频失真得到改善。为甚????
关于各个三极管的选型需要考虑Ic和Vceo的值,根据实际情况选择即可!下图为实际的工作电路!
实际焊接电路测试,可以在输入端加入滑动变阻器调节音量!
对于大功率的音频放大器,基本原理同上述电路,初步计划学习运算放大器后,设计一个大功率的放大器!