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图解功率放大器
发布日期:2017年11月14 12:00:00  来源:http://www.dhdz.com.cn  【字体:
 

功率放大器―――把输入信号放大并向负载提供足够大的功率的放大器。


不同工作状态的功率放大器的分类与特点

以下图解每种工作状态下的功率放大器特点。

A(甲)类

A(甲)类工作状态:在整个工作周期内晶体管的集电极电流始终是流通的, 如图电流的导通角为360°。甲类工作状态又称为A类工作状态。这种状态放大器的效率最低,但非线性失真相对较小。适用于小信号低功率放大,也用于对比失真比较敏感的场合,比如Hi-Fi音响。


B(乙)类

B(乙)类工作状态 晶体管半个周期工作,另半个周期截止,如图电流的导通角等于180°,。乙类工作状态又称为B类工作状态。这种放大器一般有两只互补的晶体管推挽工作,效率比甲类功放要高,但存在交越失真的问题。一般功率放大器都采用这种形式。


AB(甲乙类)

AB(甲乙类)工作状态 它是介于甲类和乙类之间的工作状态,即晶体管的导通时间稍大于半周期,必须用两管推挽工作。可以避免交越失真。交替失真较大,可以抵消偶次谐波失真。有效率较高,晶体管功耗较小的特点。


C(丙)类

C(丙)类工作状态: 在这种状态下,晶体管工作的时间小于半个周期,如图电流的导通角则小于180°。丙类工作工作状态又称为C类工作状态。丙类功放一般用于高频的谐振功放。射频功率放大器大多工作于丙类, 但丙类放大器的电流波形失真太大,只能用于采用调谐回路作为负载谐振功率放大。由于调谐回路具有滤波能力,回路电流与电压仍然接近于正弦波形,失真很小。


以上A\B\AB\C类是按照电流导通角分类的工作状态外,还有使电子器件工作于开关状态的丁(D)类放大器和戊(E)类放大器。

D(丁)类

D(丁)类功率放大器:这种放大器中,输入信号先调试为PWM形式,晶体管工作在开关状态,输出端通过LC滤波恢复信号波形。这种功率放大器最大的特点就是效率很高,但是电路较为复杂,高频特性差。主要用于小型化、电池供电以及要求高效率的场合。


E(戊)类

E(戊)类功率放大器



      E类功率放大器的电路组成,如上图所示:开关按激励信号的频率周期性的工作时,就把来自电源的直流能量转变为交流能量,它的基波频率等于开关频率。为了使基波分量输出最大,开关占空比应为50%即一半时间“导通”,另一半时间“断开”。选取适当的负载网络参数。使它取得最佳的瞬态响应。也就是说,当开关”导通”的瞬间,由于负载网络的瞬态响应。使得阳极(集电极)电压降为零后,才开始建立电流;当开关”断开“的瞬间,由于负载网络的瞬态响应,使得电子管关断之后,阳极(集电极或漏极)电压才开始上升。这样,即使开关转换时间与信号周期相比已经相当长时,也能避免电子管同时产生大的电压和电流,从而避免了在开关转换期间电子管产生功耗。另外,负载网络还包含一个带通滤波器,以滤除不需要的谐波成分,并用以变换负载阻抗的数值。

     E类功率放大器在提高效率方面比D类更进一步,它是按照“功率管电压和电流不同时出现”的道理设计的,这样在任意时刻,管子的电压和电流乘积为零。理想E类放大器具有结构简单,转换效率高,高频性能出色等优点。广泛应用于无线通信、开关电源、无线能量传输、高频E类加热等不同领域。效率为100%,实际效率为90%左右。

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