电路识图14-功率放大电路识图

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功率放大电路包括甲、乙类功率放大器，OTL功率放大器，BTL功率放大器。熟悉这些放大器的功能和构成，并且掌握它们的工作原理，是整机电路识图的基础。

一、甲、乙类功率放大器识图

根据功率放大器所设静态工作点的不同，功率放大器可分为甲类、乙类、甲乙类等多种。

1、甲类功率放大器

甲类功率放大器的功率放大管VT的基极接有偏置电阻，在整个信号周期内VT都会有导通电流，但工作效率不足50%，所以仅早期的收音机采用它做末级放大器。如下图所示。

输入信号Ui经激励变压器T1耦合，再经VT倒相放大，利用输出变压器T2耦合，推动扬声器BL发音。

甲类功率放大器的应用还是比较广泛的，除了应用在彩色电视机的行激励电路，还应用在大功率放大器中作为推动级。

2、乙类功率放大器

乙类功率放大器没有偏置电阻，所以静态电流为0，也就在激励信号的正半周期间导通，而在负半周期间截止。为了使放大电路在整个信号周期都可以工作，乙类功率放大器多采用两个不同极性的三极管轮流工作，从而构成了乙类互补推挽放大器。典型的乙类互补推挽放大器如下图所示。其中，变压器耦合式的乙类互补推挽放大器主要应用在扩音机等电路中，而无变压器式乙类互补推挽放大器主要应用在大功率放大器或开关电源内作为推动级。下面以下图a）所示电路为例介绍乙类功率放大器的工作原理。

上图a）中，静态时，VT1，VT2因基极没有导通电压输入而截至。当输入信号Ui的正半周加到激励变压器T1的一次绕组后，它的两个二次绕组耦合输出的信号都为上正、下负，使VT2截止，VT1导通，产生集电极电流，该电流经输出变压器T2耦合到二次绕组，形成输出信号的上半周；Ui的负半周经T1耦合后，它的两个二次绕组输出的信号都为下正、上负，使VT1截止，VT2导通，产生集电极电流，该电流经输出变压器T2耦合到二次绕组，形成输出信号的负半周。这样，就可以得到一个完整的信号。

虽然乙类互补推挽放大器的静态电流为0，这样，降低了功耗，提高了效率，但在输入信号的初期和末期，它的幅度低于三极管的导通电压时，三极管就会截止，导致正、负半周交接部分的信号不能被放大，产生如下图所示的交越失真。

3、甲乙类功率放大器

甲乙类功率放大器的工作介于甲类和乙类之间，它是目前应用较多的功率放大器之一。

此类放大器通过偏置电阻为两只推挽放大管提供较小的静态工作电流，每个三极管导通的时间大于信号的半个周期。这样，整个周期的输入信号都能被放大，从而抑制了交越失真。典型的甲乙类功率放大器如下图所示。其中，变压器耦合时的甲乙类互补推挽放大器已基本淘汰，目前应用较多的是无变压器式甲乙类互补推挽放大器，因此，下面以下图b）所示电路为例介绍甲乙类功率放大器的工作原理。

上图b）中，正、负电源+VCC，-VCC分别通过偏置电阻R1，R2加到放大管VT1，VT2的基极，为它们提供一个较小的静态电流。当输入信号Ui的正半周信号不仅通过VD1，VD2，R3加到VT3的基极使它截止，而且加到VT1的基极，使VT1导通时，它的集电极电流由+VCC经VT1，RL到地构成回路，形成输出信号的上半周；当Ui的负半周信号加到VT1的基极以后，VT1截止，而VT2导通，它的集电极电流由地，RL、VT2到-VCC构成回路，形成输出信号的负半周。这样，就可以得到一个完整的信号。

二、OTL功率放大电路识图1、特点与构成

OTL是“无输出变压器”的英文缩写。也就是说OTL功率放大器不再使用输出变压器。因采用交流输出方式，所以该电路有输出耦合电容。该形式的放大电路具有效率高、功率大、失真小和安全性高、容易集成等优点，所以得到了广泛的应用。OTL功率放大器主要有变压器倒相式、三极管倒相式和互补对称式三种。目前，前两种OTL功率放大器已基本淘汰，所以下面介绍互补对称式OTL功率放大器的工作原理。

典型电路如下图所示。互补对称式OTL功率放大器的功率放大管由一只NPN型三极管VT2和一只PNP型三极管VT3构成，所以只需要一个基极信号就可以工作，而这个信号就是激励管VT1的集电极输出的电压信号。

2、工作原理

电源VCC不仅通过偏置电阻R1，R2为激励管VT1的基极提供一定的偏置电压，而且通过R3，R4为放大管VT3，VT2的基极提供偏置电压。当输入信号Ui的负半周信号经C1耦合到VT1的基极，经它倒相放大后，VT3截止，VT2导通，它的集电极电流由VCC经VT2、输出耦合电容C2、扬声器BL到地构成回路，不仅形成输出信号的上半周，而且使C2建立左正、右负的直流电压（电压值为VCC的1/2左右）；当Ui的正半周信号通过C1耦合，再经VT1倒相放大后，使VT2截止，VT3导通，它的集电极电流由C4经VT2、BL构成回路，形成输出信号的负半周，这样，就可以得到一个完整的信号。

三、OCL功率放大器识图1、特点与构成

OCL是“无输出耦合电容”的英文缩写，OCL功率放大器的特点：一是采用正、负电源供电方式，二是采用单端或双端输入方式，三是采用单端直接耦合输出方式。由于采用直流、交流输出方式，所以该电路没有输出耦合电容，电路更简单。此类功率放大器的效率高于OTL功率放大器，所以广泛应用在新型彩色电视机、彩色显示器、音响等电路中。

典型的OCL功率放大器如下图所示。OCL功率放大器的功率放大管也是由一只NPN型三极管VT2和一只PNP型三极管VT3构成的，所以它们的导通电压也是由激励管VT1提供的。

2、工作原理

正电源+VCC通过R1，R2，VD加到放大管VT2，VT3的基极，为它们提供偏置电压；而负电源-VCC不仅加到VT3的集电极，而且通过R3加到VT1的发射极，当输入信号Ui的负半周信号通过VT1倒相放大，使VT3截止，VT2导通时，它的集电极电流由+VCC经VT2、RL到地构成回路，形成输出信号的上半周；当Ui的正半周信号经VT1倒相放大后，使VT2截止，VT3导通，它的集电极电流由地,RL,VT3到-VCC构成回路，形成输出信号的负半周，这样，就可以得到一个完整的信号。

四、BTL功率放大器识图1、特点与构成

BTL是“平衡式无输出变压器”的英文缩写。此类功率放大器属于桥式推挽放大电路。BTL功率放大器的特点：一是采用单电源供电方式，二是采用上升沿和下降沿脉冲信号触发，三是采用双端直接耦合输出方式。此类功率放大器的效率高于OCL功率放大器，所以广泛应用在新型彩色电视机、彩色显示器、音响等电路中。

典型BTL功率放大器如下图所示。BTL功率放大器的功率放大管是由两个互补对称电路构成的四桥臂电路，负载RL接在两个互补对称电路的输出端，并且采用直接耦合输出方式。

2、工作原理

电源电压VCC加到放大管VT1，VT2的集电极，为他们供电。静态时，由于没有信号输入，放大管VT1~VT4截止，无电压输出，RL上无电流流过。当输入Ui的正半周信号时，VT1和VT4导通，它们的集电极电流由VCC经VT1，RL，VT4到地构成回路，形成输出信号的上半周；当输入Ui的负半周信号时，VT2，VT3导通，它们的集电极电流由VCC，VT2，RL,VT3到地构成回路，形成输出信号的负半周。这样，就可以得到一个完整的信号。