OCL电路的组成及工作原理

一、电路组成
电路如图所示,若考虑晶体管b-e间的开启电压为uon,则当输入电压的数值 时,t1和t2均处于截止状态,输出电压uo为0;只有当 时,t1或t2才导通,它们的基极电流失真,如下图所示,因而输出电压波形产生了交越失真。

有交越失真的电路

为了消除交越失真,应当设置合适的静态工作点,使两只晶体管均工作在临界导通或微导通状态。消除交越失真的ocl电路如下图所示。
二、工作原理

静态时,从+vcc经过r1、r2、d1、d2、r3到-vcc有一个直流电流,它在t1和t2管两个基极之间产生的电压为 ,略大于t1管发射结和t2管发射结开启电压之和,从而使两只管子均处于微导通状态,即都有一个微小的基极电波,分别为ib1和ib2。静态时应调节r2,使发射极ue电位为0,即输出电压uo为0。

输入信号的正半周是t1管发射极驱动负载,而负半周是t2管发射极驱动负载,在信号电压很小时,两只管子同时导通,因而它们工作在甲乙类状态,消除了交越失真。
注意:若静态工作点失调,例如r2、d1、d2中任意一个元件虚焊,则从+vcc经过r1、t1管发射结、t2管发射结、r3到-vcc形成一个通路,有较大的基极电流ib1和ib2流过,从而导致t1和t2管有很大的集电极直流电流,以至于t1和t2管可能因功耗过大而损坏。因此,常在输出回路中接入熔断器以保护功放管和负载。
ocl电路的输出功率及效率
  最大不失真输出电压的有效值uom
若输出功率最大,则在正弦波信号的正半周,ui从零逐渐增大时,输出电压随之逐渐增大,t1管管压降必然逐渐减小,当管压降到饱和管压降时,输出达到最大幅值,其值为vcc-uces1,因此最大不失真输出电压的有效值

最大输出功率pom

电源供给的功率pv
在忽略基极回路电流的情况下,电源vcc提供的电流

pv=平均电流×电源电压

整理后可得

  转换效率

  在理想情况下(即饱和管压降忽略不计的情况下)

ocl电路中晶体管的选择
在功率放大电路中,应根据晶体管所承受的最大管压降、集电极最大电流和最大功率耗来选择晶体管。
一、最大管压降

如图所示,设输入电压为正半周,t1导通,t2截止,当ui从零逐渐增大到峰值时,t1和t2管的发射结电位从零逐渐增大到vcc-uces1,因此t2管承受的最大管降

t1管承受的最大管降

考虑留有一定的余量,管子承受的最大压降为

二、集电极最大电流

晶体管的发射极电流等于负载电流,负载电阻上的最大电压为vcc-uces1,故集电极电流的最大值

考虑留有一定的余量

 
三、集电极最大功耗
在功率放大电路中,电源提供的功率,除了转换成输出功率外,其余部分主要消耗在晶体管上,晶体管所损耗的功率pt=pv-po。
★当输入电压为零,即输出功率最小时,由于集电极电流很小,使管子的损耗很小;
★当输入电压最大时,即输出功率最大时,由于管压降很小,管子的损耗也很小;
可见,管耗最大即不发生在输入电压最小时,也不发生在输入电压最大时。经分析推导可得
当时uom≈0.6vcc时,管耗最大

当uces=0时,
晶体管集电极最大功耗仅为最大输出功率的五分之一。
  在查阅手册选择晶体管时,应使极限参数

<[/b>例8.2.1]在如图所示电路中,已知vcc=15v,输入电压为正弦波,晶体管的饱和管压降为3v,电压放大倍数为约1,负载电阻rl=4ω。
(1)求解负载上可能获得的最大功率和效率;
(2)若输入电压最大有效值为8v,则负载上能够获得的最大功率为多少?

解:(1)最大功率

效率

(2) ,最大功率

可见,功率放大电路的最大输出功率除了决定于功放本身参数外,还与输入电压有关。

<[/b>例8.2.2]已知如图所示电路中负载所需最大功率为16w,负载电阻为8ω。设晶体管饱和管压降为2v,试问:
(1)电源电压至少应取多少伏?
(2)若电源电压取20v,则晶体管的最大集电极电流、最大管压降和集电极最大功耗各为多少?

解:(1)根据
可以求出电源电压

(2)最大不失真输出电压的峰值
晶体管的最大集电极电流

最大管压降

晶体管集电极最大管耗

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计