非 第1章功率电子线路 电1.1功率电子线路概述 路1.2功率放大器的电路组成和 工作特性 13乙类推挽功率放大电路
第 1 章 功率电子线路 1.1 功率电子线路概述 1.2 功率放大器的电路组成和 工作特性 1.3 乙类推挽功率放大电路
今第一章功率电子线暗岭 1.1功率电子线路概述 作用:高效地实现能量变换和控制 种类 根据应用领域和处理对象不同 (1)功率放大电路:放大器的一类。用于通信、音 像等电子设备。 (2)电源变换电路:对电源能量进行特定变换。用 于电源设备、电子系统、工业控制
1.1 功率电子线路概述 作用：高效地实现能量变换和控制。 种类： 根据应用领域和处理对象不同 (1) 功率放大电路：放大器的一类。用于通信、音 像等电子设备。 (2) 电源变换电路：对电源能量进行特定变换。用 于电源设备、电子系统、工业控制
今用一章功率电子线路岭 1.1.1功率放大器 与其它放大器相比 相同点:均在输入信号作用下,将直流电源的直流 功率转换为输出信号功率。 不同点:性能要求和运用特性不同。 一、功率放大器的性能要求 1.安全。输出功率大,管子大信号极限条件下运用 2.高效率
1.1.1 功率放大器 与其它放大器相比 相同点：均在输入信号作用下，将直流电源的直流 功率转换为输出信号功率。 不同点：性能要求和运用特性不同。 一、功率放大器的性能要求 1. 安全。输出功率大，管子大信号极限条件下运用。 2. 高效率
今用一章功率电子线路岭 用n集电极效率( Collector Efficiency)衡量转换效 率 P pP+p 式中: P输出信号功率( Output Signal Power); PD电源提供的功率; Pc-管耗( Power Dissipation) P一定,n高→P小→PC小→可选PM小的 管子,以降低费用
用ηc 集电极效率 (Collector Efficiency) 衡量转换效 率： o C o D o c P P P P P + = = Po —— 输出信号功率 (Output Signal Power)； 式中： PD—— 电源提供的功率； PC —— 管耗 (Power Dissipation) Po 一定，ηc 高→PD 小→PC 小 → 可选 PCM 小的 管子，以降低费用
今第一章功率电子线路岭 3.失真小。输出功率越大,相应的动态电压电流越 大,器件特性非线性引起的非线性失真也越大。除采用 反馈技术外,还必须限制输出功率 作为放大器,功率增益是重要的性能指标,但与上 述三个要求相比,安全、高效和小失真是第一位的。功 率增益可用增加前置级的级数或提高相应的增益来弥补。 二、功率管的运用特点 1.功率管的运用状态 根据功率管在一个信号周期内导通时间的不同, 功率管运用状态可分为甲类、乙类、甲乙类、丙类等 多种
3. 失真小。输出功率越大，相应的动态电压电流越 大，器件特性非线性引起的非线性失真也越大。除采用 反馈技术外，还必须限制输出功率。 作为放大器，功率增益是重要的性能指标，但与上 述三个要求相比，安全、高效和小失真是第一位的。功 率增益可用增加前置级的级数或提高相应的增益来弥补。 二、功率管的运用特点 1. 功率管的运用状态 根据功率管在一个信号周期内导通时间的不同， 功率管运用状态可分为甲类、乙类、甲乙类、丙类等 多种
今第一章功率电子线岭 功率管运用状态通常靠选择静态工作点来实现。 icl ot (b) 甲类:功率管在一个周期内导通(如小信号放大)。 乙类:功率管仅在半个周期内导通。 甲乙类:管子在大于半个周期小于一个周期内导通。 丙类:功率管小于半个周期内导通
功率管运用状态通常靠选择静态工作点来实现。 甲类：功率管在一个周期内导通 (如小信号放大)。 乙类：功率管仅在半个周期内导通。 甲乙类：管子在大于半个周期小于一个周期内导通。 丙类：功率管小于半个周期内导通
今用一章功率电子线路岭 2.不同运用状态下的ne 管子的运用状态不同,相应的门cmx也不同。 0一 减小PC可提高c 假设集电极瞬时电流和电压分别为ic和vcE,则 PC为 O1. v C 2r Jo cEnG
2. 不同运用状态下的ηC 管子的运用状态不同，相应的ηCmax也不同。 o C o c P P P + = 减小 PC 可提高ηC。 假设集电极瞬时电流和电压分别为 iC 和 vCE，则 PC为 = 2π o C C CEd 2π 1 P i v t
今用一章功率电子线路岭 讨论:若减少Pc,则要减少 ic Xv 途径1:由甲类→甲乙类→乙类→丙类,减小管子 在信号周期内的导通时间,即增大ic=0的时间。 途径2:使管子运用在开关状态(又称丁类);管子 在半个周期内饱和导通,另半个周期内截止。饱和导通 时,vE≈vcE(a很小,因此导通的半个周期内,瞬时管 耗XvcE处在很小的值上。截止时,不论vcE为何值, i趋于0,ic×vε也处在零值附近。结果Pc很小,c 显著增大
讨论：若减少 PC，则要减少 iC × vCE 途径 1：由甲类→甲乙类→乙类→丙类，减小管子 在信号周期内的导通时间，即增大 iC ＝ 0 的时间。 途径 2：使管子运用在开关状态 (又称丁类)；管子 在半个周期内饱和导通，另半个周期内截止。饱和导通 时，vCE ≈ vCE (sat) 很小，因此导通的半个周期内，瞬时管 耗 iC × vCE 处在很小的值上。截止时，不论 vCE 为何值， iC 趋于 0，iC × vCE 也处在零值附近。结果 PC 很小，ηC 显著增大
今用一章功率电子线路岭 总结:为提高集电极效率,管子的运用状态从甲 类向乙类、丙类或开关工作的丁类转变。但随着效率 的提高,集电极电流波形失真严重,为实现不失真放 大,在电路中需采取特定措施。 1.1.2电源变换电路 1.1.3功率器件 功率管是功率放大电路的关键器件,如何选择功率 管的运用状态,并保证它们安全工作是需要共同解决的 问题。为此,必须首先了解功率器件的极限参数及安全 工作区
总结：为提高集电极效率，管子的运用状态从甲 类向乙类、丙类或开关工作的丁类转变。但随着效率 的提高，集电极电流波形失真严重，为实现不失真放 大，在电路中需采取特定措施。 1.1.2 电源变换电路 1.1.3 功率器件 功率管是功率放大电路的关键器件，如何选择功率 管的运用状态，并保证它们安全工作是需要共同解决的 问题。为此，必须首先了解功率器件的极限参数及安全 工作区
今用一章功率电子线路岭 双极型功率晶体管的安全工作受到三个极限参数 的限制: (1)集电极最大允许管耗PCM。还与散热条件密切 相关 (2)集电极击穿电压 VBRCEO (3)集电极最大允许电流LCM 以上与功率管的结构,工艺参数,封装形式有关。 功率管散热和相应的PCM 耗散在功率管中的功率PC主要消耗在集电结上 造成集电结发热,结温升高
双极型功率晶体管的安全工作受到三个极限参数 的限制： (1) 集电极最大允许管耗 PCM。还与散热条件密切 相关 (2) 集电极击穿电压 V(BR)CEO (3) 集电极最大允许电流 ICM 以上与功率管的结构，工艺参数，封装形式有关。 一、功率管散热和相应的 PCM 耗散在功率管中的功率 PC 主要消耗在集电结上， 造成集电结发热，结温升高