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功率放大電路是一種能量轉換電路，要求在失真許可的范圍內，高效地為負載提供盡可能大的功率，功放管的工作電流、電壓的變化范圍很大，那么三極管常常是工作在大信號狀態下或接近極限運用狀態，有甲類、乙類、甲乙類等各種工作方式。為了提高效率，將放大電路做成推挽式電路，功放管的工作狀態設置為甲乙類，以減小交越失真。常見的音頻功放電路在連接形式上主要有雙電源互補推挽功率放大器OCL（無輸出電容）、單電源互補推挽功率放大器OTL（無輸出變壓器）、平衡（橋式）無變壓器功率放大器BTL等。由于功放管承受大電流、高電壓，因此功放管的保護問題和散熱問題必須重視。功率放大器可以由分立元件組成，也可由集成電路實現。
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1 分立元件組成功率放大器
圖1為一個由分立元件構成的直流化的互補對稱OCL電路。電路由差分放大級、電壓推動級和復合輸出級構成。本電路引入了直流負反饋電路，一般功放中由于存在反饋電容，限制了低頻響應，為了消除這種不利影響，只有增大反饋電容，但電容較大，會使電路不穩定。該電路取消了反饋電容，徹底解決了這一矛盾。同時，通過射級電阻引入本級負反饋，明顯改善了本級性能并簡化了電路。輸出級工作在甲乙類狀態，既顧及了效率，也保證元件的線形工作狀態。差分管放大倍數等于200，兩管相差要非常小。電壓推動管放大倍數等于80。
在此條件下，加以性能優良的穩壓電源提供能量和偏置，最后對整個電路加以調試。可測得：當前置輸入20 mV時，輸出功率＞12 W。該電路應注意非線形失真及噪聲的減小，最終調試較復雜。但電路只有基本放大電路，因此功能擴展余地很大。
2 集成功率放大器電路
現在市場上有許多性能優良的集成功放芯片，如雙運放NE5532，TDA2040，LM1875，TDA1514等。其中TDA2040功率裕量不大，TDA1514外圍電路復雜，所以在集成功放設計中采用LM1875。
圖2為用LM1875構成的集成功率放大器，其開環增益為26 dB，即放大倍數A=20。其中20 kΩ、1 kΩ電阻組成負反饋網絡，2個二極管為保護二極管，輸出端電阻與電容組成防高頻自激電路，正負電源兩端電容為電源退耦電容。若輸出電阻負載上功率＞10 W，加上功率管上壓降2 V，則可計算得輸出效率為66?2%，最大不失真電壓峰-峰值為25?3 V，輸入信號電壓峰-峰值為2?53 V。該電路仍需對前置放大電路、波形變換電路、穩壓電源和保護電路加以改進，前置放大電路可以采用2級NE5532典型應用電路；波形變換用高精度運放OP07完成；穩壓電源由LM317和LM337組成；保護電路由繼電器加三極管電路構成。該電路以模擬放大為主，各電路板之間要采用雙芯屏蔽線連接，防止自激干擾。該電路實現功放參數合理，較為簡單。
功率放大電路還有其他很多形式，如多級直接耦合式OCL放大電路，無論功率放大電路為哪一種類型，都要注意前置電壓放大級、電源電路的設計。最后，還要注意由于工作升溫引起的工作點飄移現象，對其做以適當補償以減小電路的非線形失真和穩定度的提高。
3 結語
由分立元件組成的功放，如果電路選擇得好，參數選擇恰當，元件性能優良，設計和調試的好，則性能也很優良。許多優質功放均是分立功放。但只要其中一個環節出現問題，則性能會低于一般集成功放。且為了不致過載、過流、過熱等損壞元件，需要加以復雜的保護電路。在立元件組成功放中由三極管、二極管、電阻、電容等器件組成的核心電路，提供了自由調整的余地。
集成功放電路成熟，低頻性能好，內部設計具有復合保護電路，可以增加其工作的可靠性，尤其集成厚膜器件參數穩定，無須調整，信噪比較小，而且電路布局合理，外圍電路簡單，保護功能齊全，還可外加散熱片解決散熱問題。? |
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發表于 2010-9-25 21:50:31
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