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1、本章要点本章要点 功率放大电路的特点、要求和主要技术指标功率放大电路的特点、要求和主要技术指标 甲类、乙类和甲乙类功放电路的工作状态和特点甲类、乙类和甲乙类功放电路的工作状态和特点 交越失真及其解决方法交越失真及其解决方法 互补对称功放电路的工作原理和分析计算方法互补对称功放电路的工作原理和分析计算方法 OTL电路、电路、OCL电路和电路和BTL电路电路 集成功放电路集成功放电路LM386、TDA2030A 变压器耦合乙类功放电路变压器耦合乙类功放电路 新型功率器件新型功率器件VMOS和和IGBT 大功率三极管二次击穿和安全工作区大功率三极管二次击穿和安全工作区 功放管散热功放管散热 放大电路
2、的作用是将放大后的信号输出，并驱动执行机构完成放大电路的作用是将放大后的信号输出，并驱动执行机构完成特定的工作，执行机构通常称为电路的负载。不同的负载具有不同的特定的工作，执行机构通常称为电路的负载。不同的负载具有不同的功率，放大器要驱动负载必须输出相应的功率。能够向负载提供足够功率，放大器要驱动负载必须输出相应的功率。能够向负载提供足够输出功率的电路称为功率放大器，简称功放。输出功率的电路称为功率放大器，简称功放。 由前面的讨论可知，放大电路的实质是能量的转换和控制电路。由前面的讨论可知，放大电路的实质是能量的转换和控制电路。从能量转换和控制的角度来看，功率放大器和电压放大器没有什么本从能量
3、转换和控制的角度来看，功率放大器和电压放大器没有什么本质的区别，电压放大器和功放电路的主要差别是所完成的任务不同。质的区别，电压放大器和功放电路的主要差别是所完成的任务不同。 电压放大器的任务是放大输入电压；而功放电路是放大输入功电压放大器的任务是放大输入电压；而功放电路是放大输入功率。功放电路在工作的过程中，不仅追求输出高电压，且要追求在电率。功放电路在工作的过程中，不仅追求输出高电压，且要追求在电源电压确定的情况下，输出尽可能大的功率。因此，功率放大电路中源电压确定的情况下，输出尽可能大的功率。因此，功率放大电路中包含一系列在电压放大电路中所没有出现过的特殊问题，这些问题是：包含一系列在电
4、压放大电路中所没有出现过的特殊问题，这些问题是： 为了实现尽量大的输出功率，要求功放管的电压和电流都要有足够大的输出幅度，为了实现尽量大的输出功率，要求功放管的电压和电流都要有足够大的输出幅度，因此，三极管往往工作在极限的状态下。因此，三极管往往工作在极限的状态下。 放大器在信号作用下向负载提供的输出功率是由直流电源转换来的，在转换时，放大器在信号作用下向负载提供的输出功率是由直流电源转换来的，在转换时，管子和电路中的耗能元件均要消耗功率。电压放大电路一般信号较小，电源消耗的管子和电路中的耗能元件均要消耗功率。电压放大电路一般信号较小，电源消耗的能量较少，可不考虑效率，主要考虑信号的有效传输（
5、阻抗匹配时能达到最大功率能量较少，可不考虑效率，主要考虑信号的有效传输（阻抗匹配时能达到最大功率传输）。功率放大器由于信号较大，电源消耗的能量较多，因此要考虑效率问题。传输）。功率放大器由于信号较大，电源消耗的能量较多，因此要考虑效率问题。电源提供的能量主要消耗在两个方面：输出功率和功率放大管的管耗。提高效率，电源提供的能量主要消耗在两个方面：输出功率和功率放大管的管耗。提高效率，就是要增大输出功率的比例，降低管耗。降低管耗有利于功放管稳定工作亦可较经就是要增大输出功率的比例，降低管耗。降低管耗有利于功放管稳定工作亦可较经济的选用济的选用PCM小的功放管。另一方面有利于降低电源的容量和成本。小
6、的功放管。另一方面有利于降低电源的容量和成本。 工作在大信号极限状态下的三极管，不可避免的会产生非线性失真，且同一个工作在大信号极限状态下的三极管，不可避免的会产生非线性失真，且同一个三极管，输出功率愈大，非线性失真愈严重，功放管的非线性失真和输出功率是一三极管，输出功率愈大，非线性失真愈严重，功放管的非线性失真和输出功率是一对矛盾。在不同的应用场合处理这对矛盾的方法不相同。对矛盾。在不同的应用场合处理这对矛盾的方法不相同。 例如，在音响系统中，要求在输出功率一定时，非线性失真要尽量的小；而在例如，在音响系统中，要求在输出功率一定时，非线性失真要尽量的小；而在工业控制系统中，通常对非线性失真不
7、要求，只要求功放的输出功率足够大。工业控制系统中，通常对非线性失真不要求，只要求功放的输出功率足够大。 此外，在分析方法上，功放电路也不能采用前面介绍的微变等效电路分析法，此外，在分析方法上，功放电路也不能采用前面介绍的微变等效电路分析法，而必须采用图解分析法。而必须采用图解分析法。 在功率放大器中，因功放管的集电极电流较大，所以，功放管的集电极将消在功率放大器中，因功放管的集电极电流较大，所以，功放管的集电极将消耗大量的功率，使功放管的集电极温度升高。为了保护功放管不会因温度太高而耗大量的功率，使功放管的集电极温度升高。为了保护功放管不会因温度太高而损坏，必须采用适当的措施对功放管进行散热。
8、损坏，必须采用适当的措施对功放管进行散热。 另外，在功率放大电路中，为了输出较大的信号功率，功放管往往工作在大另外，在功率放大电路中，为了输出较大的信号功率，功放管往往工作在大电流和高电压的情况下，功放管损坏的几率比较大，采取措施保护功放管也是功电流和高电压的情况下，功放管损坏的几率比较大，采取措施保护功放管也是功放电路要考虑的问题。放电路要考虑的问题。cmcemomomomomoooIUIUIUIUP212122 最大输出功率：最大输出功率：Pom=UommIomm （Uomm是是Ucem中的最大值，中的最大值，Iomm是是Icm中的最大值）中的最大值） 效率：效率： （Po为输出功率，为输
9、出功率，PE为电源提供的功率）为电源提供的功率） EPPo最大效率：最大效率：m EPPom不便于计算，一般由专门的仪器测试而得。不便于计算，一般由专门的仪器测试而得。 功放电路的输出功率、转换效率和非线性失真等性能均与放大管的工作状态有关。功放电路的输出功率、转换效率和非线性失真等性能均与放大管的工作状态有关。根据放大电路静态工作点根据放大电路静态工作点Q在直流负载线上位置的不同，可将放大器的工作状态分在直流负载线上位置的不同，可将放大器的工作状态分为甲类、乙类和甲乙类三种类型。为甲类、乙类和甲乙类三种类型。 静态工作点位于直流负载线中点的放大器称为甲类放大器。工作在甲类状态静态工作点位于直
10、流负载线中点的放大器称为甲类放大器。工作在甲类状态下的三极管，在输入信号的整个周期内都处于导通的状态，静态工作点电流下的三极管，在输入信号的整个周期内都处于导通的状态，静态工作点电流ICQ大大于信号电流于信号电流iC的幅值，静态工作点电压的幅值，静态工作点电压UCQ大于信号电压大于信号电压uce的幅值，如图所示。的幅值，如图所示。 工作在甲类状态下的放大器，在没有信号输入的时候，静态工作点的值为工作在甲类状态下的放大器，在没有信号输入的时候，静态工作点的值为ICQ和和UCEQ ，电路消耗的功率为，电路消耗的功率为ICQ 和和UCEQ 的乘积。即的乘积。即 说明甲类放大器在没有输入信号时，电路也
11、要消耗能量，此时电路的能量转换效说明甲类放大器在没有输入信号时，电路也要消耗能量，此时电路的能量转换效率为零。在有信号输入时，部分直流功率转换成信号功率输出，信号愈大，输出功率为零。在有信号输入时，部分直流功率转换成信号功率输出，信号愈大，输出功率愈大，电路能量转换的效率也随着增大。由图率愈大，电路能量转换的效率也随着增大。由图9-1-1可见，若功放管的饱和管压减可见，若功放管的饱和管压减可忽略，在理想的情况下，信号电流和信号电压的最大值约等于可忽略，在理想的情况下，信号电流和信号电压的最大值约等于ICQ和和UCEQ。根据。根据有效值和最大值的关系，可得在理想情况下，输出信号功率的最大值为：有
12、效值和最大值的关系，可得在理想情况下，输出信号功率的最大值为：根据效率的定义式根据效率的定义式 ，可得甲类功率放大器的最高效率为，可得甲类功率放大器的最高效率为50%50%。 因甲类放大器能量转换的效率较低，所以甲类放大器主要用于电压放大，在因甲类放大器能量转换的效率较低，所以甲类放大器主要用于电压放大，在功放电路中较少用。功放电路中较少用。 因甲类放大器在没有输入信号时，电路也要消耗能量，所以，甲类放大器的因甲类放大器在没有输入信号时，电路也要消耗能量，所以，甲类放大器的能量转换效率较低，为了提高功率放大器的能量转换效率，将电路的静态工作点能量转换效率较低，为了提高功率放大器的能量转换效率，
13、将电路的静态工作点移到直流负载线移到直流负载线IC为零的为零的Q点，工作点位于如图点，工作点位于如图9-1-2所示的所示的Q点的放大器称为乙类点的放大器称为乙类放大器。放大器。 乙类放大器的特点是，功放管只在乙类放大器的特点是，功放管只在信号的半个周期内处于导通的状态，电信号的半个周期内处于导通的状态，电路的静态工作点路的静态工作点ICQ等于零。处在乙类状等于零。处在乙类状态下工作的放大器静态功耗等于零，随态下工作的放大器静态功耗等于零，随着信号的输入，电源提供的功率、放大着信号的输入，电源提供的功率、放大器的输出功率和转换效率也随着发生变器的输出功率和转换效率也随着发生变化。化。 由图可见，
14、若功放管的饱和管压减由图可见，若功放管的饱和管压减可忽略，在理想的情况下，乙类放大器可忽略，在理想的情况下，乙类放大器输出信号的最大值为输出信号的最大值为Vcc，输出信号功，输出信号功率的最大值为率的最大值为 因乙类放大器只在信号的半个周期内有功率输出，所以，该放大器有信号输因乙类放大器只在信号的半个周期内有功率输出，所以，该放大器有信号输 出出时，电源消耗的功率时，电源消耗的功率PE为电源电压和半波电流为电源电压和半波电流 的平均值的乘积，的平均值的乘积，即即由此可得，在理想的情况下，乙类放大器的能量转换效率由此可得，在理想的情况下，乙类放大器的能量转换效率为为 乙类放大器将静态工作点取在如
15、图乙类放大器将静态工作点取在如图9-1-2所示的所示的IC为零的为零的Q点上，工作在这种点上，工作在这种状态下的放大器虽然效率比较高，但在信号交接的时候会产生交越失真。为了消状态下的放大器虽然效率比较高，但在信号交接的时候会产生交越失真。为了消除交越失真，将静态工作点的值取在如图除交越失真，将静态工作点的值取在如图9-1-3所示的所示的Q点，具有这种工作点特性点，具有这种工作点特性的放大器称为甲乙类工作状态。的放大器称为甲乙类工作状态。 甲乙类放大器的特点是，功放管在信号半个周期以上的时间内处于导甲乙类放大器的特点是，功放管在信号半个周期以上的时间内处于导通的状态，由于电路的静态工作点通的状态
16、，由于电路的静态工作点ICQ较小，静态功耗也较小，在理想的情较小，静态功耗也较小，在理想的情况下，此类放大器的转换效率接近乙类放大器。况下，此类放大器的转换效率接近乙类放大器。 乙类和甲乙类放大器的功率转换效率较高，但都存在着波形失真的问题，乙类和甲乙类放大器的功率转换效率较高，但都存在着波形失真的问题，既要提高效率，又要解决波形失真的问题，是功放电路结构的特点。采用工既要提高效率，又要解决波形失真的问题，是功放电路结构的特点。采用工作在甲乙类（作在甲乙类（偏向乙类）偏向乙类）的互补电路即可解决这一矛盾。的互补电路即可解决这一矛盾。分析时仍用乙类状分析时仍用乙类状态的分析方法。态的分析方法。
17、由上面的分析可见，由上面的分析可见，甲类功放电路效率低的根本原因是功放管静态电流甲类功放电路效率低的根本原因是功放管静态电流大，乙类、甲乙类功放电路效率较高的原因是功放管静态电流为大，乙类、甲乙类功放电路效率较高的原因是功放管静态电流为小小。因此，因此，要提高功放电路的效率，必须减小功放管静态电流。要提高功放电路的效率，必须减小功放管静态电流。 工作在乙类状态下的放大电路，虽然管耗小，效率高，但输入信号的半工作在乙类状态下的放大电路，虽然管耗小，效率高，但输入信号的半个波形被削掉了，产生了严重的失真现象。解决失真问题的方法是，用两个工个波形被削掉了，产生了严重的失真现象。解决失真问题的方法是，
18、用两个工作在乙类状态下的放大器，分别放大输入的正、负半周信号，同时采取措施，作在乙类状态下的放大器，分别放大输入的正、负半周信号，同时采取措施，使放大后的正、负半周信号能加在负载上面，在负载上获得一个完整的波形。使放大后的正、负半周信号能加在负载上面，在负载上获得一个完整的波形。利用这种方式工作的功放电路称为乙类互补对称电路，也称为推挽功率放大电利用这种方式工作的功放电路称为乙类互补对称电路，也称为推挽功率放大电路。路。 推挽功率放大电路有单电源和双电源两种类型。单电源的电路通常称为推挽功率放大电路有单电源和双电源两种类型。单电源的电路通常称为OTL（无输出变压器）功率放大器，双电源的电路通常
19、称为（无输出变压器）功率放大器，双电源的电路通常称为OCL（无输出电容）功（无输出电容）功率放大器，下面以率放大器，下面以OCL电路为例来讨论功率放大器的工作原理。电路为例来讨论功率放大器的工作原理。信号实施放大，在负载电阻上得到放大后的负半周输出信号。虽然正、负半周信信号实施放大，在负载电阻上得到放大后的负半周输出信号。虽然正、负半周信号分别是由两个三极管放大的，但两三极管的输出电路都是负载电阻号分别是由两个三极管放大的，但两三极管的输出电路都是负载电阻RL，输出的，输出的正、负半周信号将在负载电阻正、负半周信号将在负载电阻RL上合成一个完整的输出信号，如图上合成一个完整的输出信号，如图5-
20、3中的波形所中的波形所示。示。 该电路的工作原理是：当输入该电路的工作原理是：当输入信号为正半周时，三极管信号为正半周时，三极管V2因反向因反向偏置而截止，三极管偏置而截止，三极管V1因正向偏置因正向偏置而导通，三极管而导通，三极管V1对输入的正半周对输入的正半周信号实施放大，在负载电阻上得到信号实施放大，在负载电阻上得到放大后的正半周输出信号。当输入放大后的正半周输出信号。当输入信号为负半周时，三极管信号为负半周时，三极管V1因反向因反向偏置而截止，三极管偏置而截止，三极管V2因正向偏置因正向偏置而导通，三极管而导通，三极管 V2 对输入的负半周对输入的负半周 互补电路为了使合成后的波形不产
21、生失真，要求两个不同类型三极管的参数互补电路为了使合成后的波形不产生失真，要求两个不同类型三极管的参数要对称。要对称。主要特点：输出电阻小，带负载能力强。主要特点：输出电阻小，带负载能力强。 互补对称功放电路组成如图互补对称功放电路组成如图5-3所示。所示。 由图可见，电路有两个供电由图可见，电路有两个供电电源，且采用电源，且采用NPN和和PNP(互补互补)组组成的共集电极对称电路来实现对正、成的共集电极对称电路来实现对正、负 半 周 输 入 信 号 的 放 大 。 静 态负 半 周 输 入 信 号 的 放 大 。 静 态时时 。0 AUAV1V2 工作在乙类状态下的放大电路，因发射工作在乙类
22、状态下的放大电路，因发射结结“死区死区”电压的存在，在输入信号的绝对电压的存在，在输入信号的绝对值小于值小于“死区死区”电压时，因两个三极管均不电压时，因两个三极管均不导电，输出信号电压为零，产生信号交接的导电，输出信号电压为零，产生信号交接的失真，这种失真称为交越失真，如图所示。失真，这种失真称为交越失真，如图所示。 消除交越失真的方法是：让两个消除交越失真的方法是：让两个三极管工作在甲乙类的状态下。三极管工作在甲乙类的状态下。处在甲乙类状态下工作的三极管，处在甲乙类状态下工作的三极管，其静态工作点的正向偏置电压很其静态工作点的正向偏置电压很小，两个管子在静态时处在微导小，两个管子在静态时处
23、在微导通的状态，当输入信号输入时，通的状态，当输入信号输入时，管子即进入放大区对输入信号进管子即进入放大区对输入信号进行放大。处在甲乙类状态下工作行放大。处在甲乙类状态下工作的互补功放电路如图所示。的互补功放电路如图所示。 图中的电阻图中的电阻R1和和R2，二极管，二极管D1和和D2分别组成三极管分别组成三极管T1和和T2的偏置电的偏置电路，用来消除交越失真。路，用来消除交越失真。V1V2L2cmL2omcmomoRI21RU21IU21P 其中，其中，Uom=VCC- -UCES，若忽略功放管饱和降压，若忽略功放管饱和降压UCES，UomVCC，则：则： L2CCRV21效率效率 EoPP/
24、IV22/IUcmcmomCCCCVU4om最大效率：最大效率：m 78.5% EomPPCCVU4om4CComV2UL2CC2RV122 PCM0.2Pom。 U(BR)CEO2VCC。 ICM 。 LCCRV)4()212(21)(2121OmCCLOmCmOmCmCCOEVVUVRUIUIVPPPP例：例：5-1 P.160.单电源无输出变压器互补对称功放电路。单电源无输出变压器互补对称功放电路。 提供提供V1V2静态偏压；静态偏压； 交流信号耦合；交流信号耦合； 具有温度补偿作用；具有温度补偿作用； 输出信号耦合隔直输出信号耦合隔直 起到起到VCC /2等效电源的作用；等效电源的作用
25、； C2取值：取值：(35) ，其中，其中f L为功放电路输出信号的下限频率。为功放电路输出信号的下限频率。 LLR21 f 按乙类互补对称功放电路，但必须用按乙类互补对称功放电路，但必须用VCC /2代替各代替各式中的式中的VCC。 中点电压中点电压UA可调可调R1，功放管电流可调，功放管电流可调R4，但两者互，但两者互有牵连，反复调节有牵连，反复调节23次，可满足要求。次，可满足要求。 双电源无输出电容互补对称电路。双电源无输出电容互补对称电路。 在电源电压相在电源电压相同情况下，输出功同情况下，输出功率增大到率增大到OTL、OCL输出功率的输出功率的4倍。倍。 1212omomomomu
26、uuu最大输出电压最大输出电压: :输出功率输出功率: :LomLomLomORURURUP242)2(221212（1）LM386管脚图及内部电路管脚图及内部电路 LM386是一种音频集成功放，具有功耗小，电压增益可调节，电源电是一种音频集成功放，具有功耗小，电压增益可调节，电源电压范围大，外接元件少和总谐波失真小等优点，广泛应用于录音机和收压范围大，外接元件少和总谐波失真小等优点，广泛应用于录音机和收音机之中。音机之中。 1、LM386及其应用电路及其应用电路5-8内部电路：内部电路： 内部电路如上图所示，由输入级、中间级和输出级等组成。输内部电路如上图所示，由输入级、中间级和输出级等组成
27、。输入级有入级有V2、V4组成双端输入单端输出差分电路；组成双端输入单端输出差分电路；V3、V5是其恒流源负是其恒流源负载；载；V1、V6是射级跟随器，高是射级跟随器，高 Ri；V7 V12为功率放大电路；为功率放大电路；V7 为为驱动级驱动级(I0 为恒流源负载为恒流源负载)；V11、V12 用于消除交越失真用于消除交越失真 ；V8、V10 构构成成 PNP 准互补对称准互补对称 ；1、 8 开强路时，负反馈最强开强路时，负反馈最强，整个电路的整个电路的电压放大倍数电压放大倍数Au = 20 ，若在，若在1、 8 间外接旁路电容，以短路间外接旁路电容，以短路R5两两 端的端的交流压降，可使电
28、压放大倍数提高到交流压降，可使电压放大倍数提高到200；调整；调整RP（典型应用电路（典型应用电路图），可使集成功放电压放大倍数在图），可使集成功放电压放大倍数在20200之间变化；管脚之间变化；管脚7与地之与地之间外接电解电容间外接电解电容C5（典型应用电路图），（典型应用电路图），C5可与可与R2组成直流电源去耦组成直流电源去耦电路。电路。 LM3861234785RPC1C2C3C4C5C610 F36 k 10 F100 F220 F0.1 F8 10 .047 F+VCC6输出电容输出电容( (OTL) )改善频率响应改善频率响应调节电压调节电压放大倍数放大倍数（2）典型应用电路）典
29、型应用电路 5脚外接电容脚外接电容C3为功放输出电容，构成为功放输出电容，构成OTL电路；电路；R1、C4是功率补偿电是功率补偿电路，以抵消扬声器音圈电路，以抵消扬声器音圈电 感在高频时产生的不良影响，改善功率放大电路感在高频时产生的不良影响，改善功率放大电路的高频特性和防止高频自激。输入信号的高频特性和防止高频自激。输入信号ui由由C1接同相输入端接同相输入端3脚，反相输入脚，反相输入端端2脚接地，故构成单端输入方式。脚接地，故构成单端输入方式。 (c) 2、TDA2030A及其应用电路及其应用电路 TDA2030A音频集成功率放大器简介音频集成功率放大器简介 TDA2030A是目前使用较为
30、广泛的一种集成功率放大器, 与其它功放相比, 它的引脚和外部元件都较少TDA2030A的电器性能稳定, 并在内部集成了过载和热切断保护电路, 能适应长时间连续工作, 由于其金属外壳与负电源引脚相连, 因而在单电源使用时, 金属外壳可直接固定在散热片上并与地线（金属机箱）相接, 无需绝缘, 使用很方便。 TDA2030A的内部电路如图 5-10 所示(其中VD为二极管)。 TDA2030A使用于收录机和有源音箱中, 作音频功率放大器, 也可作其它电子设备中的功率放大。 因其内部采用的是直接耦合, 亦可以作直流放大。 主要性能参数如下: 电源电压 UCC318 V输出峰值电流 3.5 A输入电阻
31、0.5 M静态电流 60 mA（测试条件: UCC =18 V）电压增益 30 dB频响BW 0140 kHz在电源为15 V、 RL=4 时, 输出功率为14 W。 外引脚的排列如图59所示。 12345TDA2030A图5-9短路和过热保护V9V10R6R5短路和过热保护R7R8V12V13V11VD7VD3VD4VD5输出级偏置电压V7V17V16R4R3V15VD6V8VD2V14VD1VZV2V4V1R1R2中间放大级有源负载准互补输出级中间放大级恒流源偏置电路差动输入级V5123 UCC4 UCC5V3V6图5-10 TDA2030A集成功放的内部电路 TDA2030A 集成功放的
32、典型应用集成功放的典型应用 1） 双电源（OCL）应用电路 图 5-11 电路是双电源时TDA2030A的典型应用电路。 输入信号ui由同相端输入, R1、 R2、 C2构成交流电压串联负反馈, 因此, 闭环电压放大倍数为 33121RRAuf为了保持两输入端直流电阻平衡, 使输入级偏置电流相等, 选择R3=R1。 V1、 V2起保护作用, 用来泄放RL产生的感生电压, 将输出端的最大电压钳位在（UCC+0.7 V）和（-UCC -0.7 V）上。C3、C4为去耦电容, 用于减少电源内阻对交流信号的影响。 C1、 C2为耦合电容。 TDA2030AR322 kC1ui22 F15C3100 p
33、F UCCV1IN4001432R122 kR2680 C222 FC4100 pF UCCV2IN4001RL8 uo图 5-11 由TDA2030A构成的OCL电路 2） 单电源（OTL）应用电路 对仅有一组电源的中、小型录音机的音响系统, 可采用单电源连接方式, 如图530所示。 由于采用单电源供电, 故同相输入端用阻值相同的R1、 R2组成分压电路, 使K点电位为UCC/2,经R3加至同相输入端。 在静态时, 同相输入端、 反向输入端和输出端皆为UCC/2。 其它元件作用与双电源电路相同。 TDA2030AR3C3ui22 F15C2 UCCV1IN4001432R4150 kR54.
34、7 kC522 FV2IN4001RL8 0.1 FC1100 FR1100 kR2100 k22 FC4C72200 FKuo 图 512 由TDA2030A构成的单电源功放电路 3）BTL应用电路应用电路 图 513 TDA2030A BTL 功放电路 SHM1150型双极晶体管与MOS管混合的音频集成功率放大器 集成化是功率放大器的发展必然，目前集成功率放大器大都工作在音频段。集成功率放大器的型号很多，在此仅举例说明之。 图5314(a)给出集成音频功率放大器SHM1150型的内部简化电路图。这是一个由双极型晶体管和V M O S 组 成 的 功 率 放 大 器 ， 允 许 电 源 电
35、压 为12V50V，电路最大输出功率可达150W，使用十分方便，其外部接线如图531(b)所示。 3、 集成功放电路外围元件连接的一般规律集成功放电路外围元件连接的一般规律 P.167.SHM1150RLUCCUEE610831+-ui(b)1V1V2ui3R1I1R2e1e2(a)c1R6R7R8V4R4R10CR9V5V6I2R12R11R13V8V7V10V9UCC68uoUEE10c2uo图514 SHM1150型BiMOS集成功率放大器 (a)内部电路；(b)外部接线图 由图514(a)可见，输入级为带恒流源的双极型晶体管差分放大器(V1、V2)，双端输出。第二级为单端输出的差分电路
36、(由PNP管V4、V5组成)，恒流源I2为其有源负载电流。桥式集成功放桥式集成功放LM4860 由两个功率放大器构成的桥式功放可以增大输出功率。如图515所示.负载(扬声器)RL跨接在A1和A2的输出端，故负载得到的交流输出功率PL为 LoLooLRURUUP21211)2(21)(21 可见，桥式功放使输出功率增大到单个功放的四倍。A1和A2的同相端都加2.5V的偏压，以保证A1 、 A2正常工作。 A1A2uiR110kLM4860R220kuo20.10.15V30kUCC30kR340kuo1R440kRL(负载)图515 桥式集成功放LM4860及其外部电路 将输入信号一分为二，分成
37、两个大小相同，极性相反的信号加将输入信号一分为二，分成两个大小相同，极性相反的信号加到功放管到功放管V1V2基极；基极； 信号隔直耦合；信号隔直耦合； 具有阻抗变换作用；具有阻抗变换作用； 将将V1V2放大输出的二个半波信号合二而一，合为一个完整的信号；放大输出的二个半波信号合二而一，合为一个完整的信号； 信号隔直耦合，使负载（扬声器）中无直流电流；信号隔直耦合，使负载（扬声器）中无直流电流； 具有阻抗变换作用，可使其达到与低阻抗扬声器最佳阻抗匹配。具有阻抗变换作用，可使其达到与低阻抗扬声器最佳阻抗匹配。 三极管三极管PCM与环境温度有关，若让功放管良好散热，可增加三与环境温度有关，若让功放管
38、良好散热，可增加三极管极管PCM实际数值，有利于充分发挥功放管的潜力，增大稳定工作实际数值，有利于充分发挥功放管的潜力，增大稳定工作的可靠性。的可靠性。 在最坏条件下（包括冲击电压在内），工作电压不在最坏条件下（包括冲击电压在内），工作电压不能超过极限值的能超过极限值的80%； 在最坏条件下（包括冲击电流在内），工作电流不在最坏条件下（包括冲击电流在内），工作电流不能超过极限值的能超过极限值的80%； 在最坏条件下（包括冲击功耗在内），工作功耗不在最坏条件下（包括冲击功耗在内），工作功耗不应超过器件最大工作环境下的最大允许功耗的应超过器件最大工作环境下的最大允许功耗的50%； 工作时，器件的结温不应超过器件允许的最高结温工作时，器件的结温不应超过器件允许的最高结温的的7080%。 过压保护过压保护 过流保护过流保护 由于由于BJT管管PN结表面不平整，从而使流过结表面不平整，从而使流过PN结结结结面的电流不均匀，造成局部过热高温（称为热斑），面的电流不均匀，造成局部过热高温（称为热斑），而产生热击穿。而产生热击穿。
