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          低頻功率放大器音響
          
						
          
				作者：
				時間：2011-10-10
				來源：網絡
				
				
				
				
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          功率放大是一種能量轉換的電路，在輸入信號的作用下，晶體管把直流電源的能量，轉換成隨輸入信號變化的輸出功率送給負載，對功率放大要求如下：
          （1）輸出功率要大：要增加放大器的輸出功率，必須使晶體管運行在極限的工作區(qū)域附近，由ICM、UCM和PCM決定見圖一。

          圖一
          （2）效率η要高：放大器的效率η定義為：η=交流輸出功率/直流輸入功率
          （3）非線性失真在允許范圍內：由于功率放大器在大信號下工作，所以非線性失真是難免的，問題是要把失真控制在允許范圍內，
          功率放大器按工作狀態(tài)和電路形式可分成以下幾種：
          （1）甲類功率放大器：在整個信號周期內，存在集電極電流；
          （2）乙類功率放大器：只有半個信號周期內，存在集電極電流，按電路形式它又可分為：
          1）雙端推挽電路（DEPP）
          2）單端推挽電路（SEPP）
          3）平衡無變壓器電路（BTL）
          在實際中，為了克服交越失真，推挽式昌體管電路是工作于甲、乙類狀態(tài)的。
          一、甲類功率放大器
          圖一是甲類功率放大器，負載RL通過阻抗變換器B變成集電極負載RL=nRLo對直流來說，變壓器B初級直流電阻和Re均很小，所以直流負載線接近一條垂直線見圖一（b)為使放大器輸出較大功率，可使交流負載線處于a點和b點位置：a點的Uce=UCM,而工作點Q處于ab直線中點，通常晶體管的飽和壓降和穿透電流都很小，實際上可以認為Icmin=0和Ucemin=0o 因此，供給負載的電流和電壓振幅分別為：
          Icm=IcM/2, Ucem=UCM/2 ------------------------------------------------式1
          負載的交流功率（或放大器輸出功率）為：
          PL=（UceM/）×（IcM/)=(IcM/)×(UcM/)=(1/8)IcM×UcM-------式2
          工作點Q的集電極電流ICQ和電壓UceQ分別為：
          ICQ=ICM/2， UceQ=Ec=UCM/2---------------------------------------------式3
          所以，直流電源的輸入功率：
          PD=IcQ×UceQ=(ICM/2)×(UCM/2)=1/4IcMUcm-------------------------------式4
          甲類功率放大器的效率為：
          η=PL/PD=50%---------------------------------------------------------式5
          可見：（1）晶體管的最大集射電壓為電源電壓EC的兩倍。
          （2）晶體管靜態(tài)時耗功率為輸出功率的兩倍。
          （3）甲類放大器的效率最高只有50%。
          二、乙類推挽電路
          圖2（a）為乙類推挽電路，由于輸出端使用變壓器，因而晶體管對地有兩個輸出端，設電路完全對稱，當輸入信號Us為正半波時，BG1截止、BG2導通，輸出電壓UL為負半波，因此，兩管輪流導通，一推一挽地工作，故稱為推挽電路。
          由于兩管輪流地工作，所以把兩管的輸出特性按相反方向疊在一起，兩管的交流負載線正好連成直線ab,工作點Q處于直線ab的中點，如圖2（b)所示，從圖中可看出各電量的關系：
          （1）如輸出變壓器的初級和次級繞組的匝數(shù)比為n，則每只晶體管的負載電阻RL為：
          RL=（n/2)RL=(n/4)RL--------------------------------------------式6
          而集電極與集電極之間的電阻RCC為
          Rcc=nRL=4RL-----------------------------------------------------式7
          （2）變壓器B2的初級繞組端電壓振幅為：
          Ucem=UceQ≈Ec----------------------------------------------------式8
          初級繞組電流振幅為：
          Icm=IcM----------------------------------------------------------式9
          所以輸送到初級繞組的功率為：
          Ps=(Ucem/)×(Icm/)=(1/2)EcIcm------------------------------式10
          （3）通過每只晶體管的電流平均值為：
          Ico=IcM/π-------------------------------------------------------式11
          由直流電源供給的功率為
          PD=(2Ico)Ec=2×(Icm/π)×Ec--------------------------------------式12
          （4）推挽電路的效率為：
          η=(Ps/PD)100%={(1/2×Ec×Icm)/[2×(Icm/π)×Ec]}100%≈78.5%-----式13
          設計推挽電路時要注意：
          (1)為避免交越失真，晶體管應具有一定的偏置電流，但不要過大，否則使電路效率降低。
          (2)晶體管的最大集電極電壓Ucm>2Ec。
          (3)晶體管的耗散功率Pcm≥1.2Pc1,其中Pc1為每只晶體管送給變壓器B2初級的功率，即Pc1=[(1/2)Pso]。
          (4)根據(jù)Pc1及Ec1的要求，算出晶體管負載電阻PL及輸出變壓器的匝數(shù)比n。

          圖2
                     
				
            
                
			
								
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