OCL电路组成与工作原理


  1、组成

  电路如图所示,若考虑b-e间的开启   为Uon,则当输入的数值时,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,如下图所示,因而输出电压波形产生了交越。

  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、

  静态时,从+V经过R1、R2、D1、D2、R3到-VCC有一个直流,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,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以保护管和负载。

  OCL电路的输出及效率

  最大不失真输出电压的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

源供给的功率PV在忽略基极回路电流的情况下,VCC提供的电流

  PV=平均电流×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

  [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本身参数外,还与输入电压有关。

  [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