功率放大电路简称功放,它的主要任务是向负载提供较大的信号输出功率,主要技术指标为最大输出功率Pom和转换效率η。功率放大电路有以下特点。
1.输出功率要足够大
若输入信号为某一频率的正弦信号,则输出功率为
式中,Io、Uo分别为负载RL上的正弦信号的电流、电压的有效值。若用振幅表示,则有Io= ,,代入式(4-1)可得
最大输出功率Pom是指在正弦输入信号下,输出波形不超过规定的非线性失真指标时,放大电路最大输出电压和最大输出电流有效值的乘积。
2.效率要高
放大电路输出给负载的功率由直流电源提供。在输出功率比较大时,效率问题尤为突出。如果功率放大电路的效率不高,不仅造成能量的浪费,而且,消耗在电路内部的电能将转换为热量,使管子、元件等温度升高。为定量反映放大电路效率的高低,定义放大电路的效率为
式中,Po为信号输出功率;PE为直流电源向电路提供的功率。可见,效率η反映了功放把电源功率转换成输出信号功率(即有用功率)的能力,表示了对电源功率的转换率。(www.xing528.com)
3.尽量减小非线性失真
在功率放大电路中,三极管处于大信号工作状态,因此,输出波形不可避免地产生一定的非线性失真。在实际的功率放大电路中,应根据负载的要求来规定允许的失真度范围。
4.分析估算采用图解法
由于功放中的三极管工作在大信号状态,因此分析电路时,不能用微变等效电路分析方法,可采用图解法对其输出功率和效率等指标作粗略估算。
5.功放中三极管常工作在极限状态
在功率放大电路中,为使输出功率尽可能大,三极管往往工作在接近管子的极限参数状态,即三极管集电极电流最大时接近ICM(管子的最大集电极电流),管压降最大时接近UCEO(管子c-e间能承受的最大管压降),耗散功率最大时接近PCM(管子的集电极最大耗散功率)。因此,在选择功放管时,要特别注意极限参数的选择,以保证管子的安全使用。当三极管选定后,需要合理选择功放的电源电压及工作点,甚至需要对三极管加散热措施,以保护三极管,使其安全工作。
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