封面泰国苏梅岛阿公石景区返回返回引言本页完本页完引言高频功率放大器的主要问题是如何尽可能地提高它的输出功率与效率。只要将效率稍许提高一点，就能在同样的器件耗散功率的条件下，大大提高输出功率，甲、乙、丙类放大器就是沿着不断减小电流通角c的途径，来不断提高放大器的效率。返回返回但是，c减小是有一定限度的。因为c太小，效率虽然很高，但因Icm1下降太多，输出功率反而下降。要想维持Icm1不变，就必须加大激励电压（即输入电压），这又可能因激励电压过大而引起管子的击穿。引言本页完本页完引言返回返回丁类、戊类等放大器就是采用固定c为90，但尽量降低管子的耗散功率的办法，来提高功率放大器的效率。具体说，丁类放大器的晶体管工作于开关状态：导通时，管子进入饱和区，器件内阻接近于零；截止时，电流为零，器件内阻接近于无穷大。这样集电极功耗大为减小，效率大大提高。理想情况下，丁类放大器的效率可达100%。学习要点本本 节节 学学 习习 要要 点点 和和 要要 求求掌握丁类电压开关型功率放大器的工作原理掌握丁类电压开关型功率放大器的工作原理学会计算丁类功率放大器有关参数学会计算丁类功率放大器有关参数返回返回主页丁类（丁类（D D类）功率放大器主页类）功率放大器主页使用说明：要学习哪部分内容，只 需把鼠标移到相应的目录上单击鼠标 左键即可，按空格键或鼠标左键进入 下一页。结束结束电压开关型丁类功率放大器工作原理电压开关型丁类功率放大器工作原理返回返回泰国佛寺电压开关型丁类功率放大器的计算电压开关型丁类功率放大器的计算一、电压开关型丁类功率放大器原理开关型丁类功率放大器原理两管轮流饱和导通和截止分析 一、电压一、电压开关型丁类功率开关型丁类功率 放大器工作过程放大器工作过程丁类（丁类（D D类）功率放大器类）功率放大器继续继续本页完本页完两管与电源电压两管与电源电压V VCCCC是串是串 联的。激励源输入的是矩形联的。激励源输入的是矩形 波激励电压，通过变压器耦波激励电压，通过变压器耦 合令两只管轮流合令两只管轮流饱和饱和导通和导通和 截止截止。两只晶体管相当于两。两只晶体管相当于两 只开关。只开关。i i1 1C CL LR Rb bR Rb bA AV VCCCCi i2 2i iR RL L激激 励励 源源+ +- -+ +- -+ +- -A A点电压为点电压为V VCCCC 。饱和，相当饱和，相当 于开关接通于开关接通 。截止，相当截止，相当 于开关断开于开关断开 。一、电压一、电压开关型丁类功率开关型丁类功率 放大器工作过程放大器工作过程VA的波形分析丁类（丁类（D D类）功率放大器类）功率放大器 A A点电压为点电压为0 0。继续继续本页完本页完两管与电源电压两管与电源电压V VCCCC是串是串 联的。激励源输入的是矩形联的。激励源输入的是矩形 波激励电压，通过变压器耦波激励电压，通过变压器耦 合令两只管轮流合令两只管轮流饱和饱和导通和导通和 截止截止。两只晶体管相当于两。两只晶体管相当于两 只开关。只开关。i i1 1C CL LR Rb bR Rb bA AV VCCCCi i2 2i iR RL L激激 励励 源源- - + +- - + +- -+ +因此，因此，A A点电点电 压为矩形波压为矩形波。因为丁类功率放大器的通因为丁类功率放大器的通 角角 c c=90=90 ，2 2 c c=180=180。即刚即刚 好半个周期，所以好半个周期，所以V VA A的波形的波形 如右图所示。如右图所示。晶体管耗散功率为晶体管耗散功率为P Pc c= =i iC Cv vC C，本电路的晶体管导通时本电路的晶体管导通时v vC C00，截止时截止时i iC C00，所以理所以理 想情况下晶体管不损耗功率想情况下晶体管不损耗功率 。O OttV VA A/2/2 3/23/2- -3/23/2- -/2/2V VCCCC一、电压一、电压开关型丁类功率开关型丁类功率 放大器工作过程放大器工作过程等效电路分析丁类（丁类（D D类）功率放大器类）功率放大器继续继续本页完本页完为便于分析电路，把原为便于分析电路，把原 电路化简为等效电路。电路化简为等效电路。O OttV VA A/2/2 3/23/2- -3/23/2- -/2/2V VCCCCC CL LR Rs sR Rs sV VCCCCv vo o- -+ +- -+ +R RL LR R电压开关型电路的输出等效电路电压开关型电路的输出等效电路R R是是L L的电阻，为方的电阻，为方 便分析，把便分析，把R R并入并入R RL L中中 。两个晶体管用两个开两个晶体管用两个开 关替代。关替代。R Rs s是两个晶体管导通是两个晶体管导通 时的等效电阻。时的等效电阻。一、电压一、电压开关型丁类功率开关型丁类功率 放大器工作过程放大器工作过程对VA进行傅立叶分析丁类（丁类（D D类）功率放大器类）功率放大器继续继续本页完本页完O OttV VA A/2/2 3/23/2- -3/23/2- -/2/2V VCCCC电压开关型电路的输出等效电路电压开关型电路的输出等效电路因为晶体管每次导通因为晶体管每次导通 只有一个只有一个R Rs s接入接入电路，电路， 所以把所以把R Rs s绘绘在这支路中在这支路中 。C CL LR Rs sV VCCCCv vo o - -+ +- -+ +R RL LR RR RL L 设设LCLC串联谐振回串联谐振回 路对开关频率谐振路对开关频率谐振 。利用傅立叶分析可得利用傅立叶分析可得V VA A电电 压的基波分量的振幅压的基波分量的振幅V Vom1om1为为V Vom1om1= = V VCCCC2 2 LCLC串联谐振时，只对基串联谐振时，只对基 波电压波电压V Vom1om1呈呈很小阻抗，很小阻抗， 对谐波分量呈很大阻抗，对谐波分量呈很大阻抗， 所以电路中只有基波电压所以电路中只有基波电压V Vom1om1才才产生基波电流产生基波电流I Iomom 。I IomomV Vom1om1一、电压一、电压开关型丁类功率开关型丁类功率 放大器工作过程放大器工作过程求VA产生的基波电流丁类（丁类（D D类）功率放大器类）功率放大器继续继续本页完本页完O OttV VA A/2/2 3/23/2- -3/23/2- -/2/2V VCCCC电压开关型电路的输出等效电路电压开关型电路的输出等效电路C CL LR Rs sV VCCCCv vo o - -+ +- -+ +R RL LR RR RL L 设设LCLC串联谐振回串联谐振回 路对开关频率谐振路对开关频率谐振 。利用傅立叶分析可得利用傅立叶分析可得V VA A电电 压的基波分量的振幅压的基波分量的振幅V Vom1om1为为I Iomom在在R RL L 上产生输出电压上产生输出电压v vo o 的振幅为的振幅为V Vomom 。I IomomV Vom1om1= = V VCCCC2 2 I Iomom= = = = V VCCCC2 2 V Vom1om1R Rs s+ +R RL L R Rs s+ +R RL L 谐振时，回路中产生的基谐振时，回路中产生的基 波电流振幅波电流振幅I Iomom为为V Vom1om1一、电压一、电压开关型丁类功率开关型丁类功率 放大器工作过程放大器工作过程推出输出功率vo的振幅和表达式丁类（丁类（D D类）功率放大器类）功率放大器继续继续本页完本页完O OttV VA A/2/2 3/23/2- -3/23/2- -/2/2V VCCCC电压开关型电路的输出等效电路电压开关型电路的输出等效电路C CL LR Rs sV VCCCCv vo o - -+ +- -+ +R RL LR R R RL L 设设LCLC串联谐振回串联谐振回 路对开关频率谐振路对开关频率谐振 。利用傅立叶分析可得利用傅立叶分析可得V VA A电电 压的基波分量的振幅压的基波分量的振幅V Vom1om1为为I IomomV Vom1om1= = V VCCCC2 2 v vo o 的振幅的振幅V Vomom 为为V Vomom = =I Iomom R RL L= R RL L 2 2V VCCCC ( (R Rs s+ +R RL L) )v vo o = = R RL Lcoscostt2 2V VCCCC ( (R Rs s+ +R RL L) )所以所以I Iomom= = = = V VCCCC2 2 V Vom1om1R Rs s+ +R RL L R Rs s+ +R RL L 这是输出电压交流这是输出电压交流 表达式表达式。谐振时，回路中产生的基谐振时，回路中产生的基 波电流振幅波电流振幅I Iomom为为V Vom1om1一、电压一、电压开关型丁类功率开关型丁类功率 放大器工作过程放大器工作过程继续继续O OttV VA A/2/2 3/23/2- -3/23/2- -/2/2V VCCCC电压开关型电路的输出等效电路电压开关型电路的输出等效电路C CL LR Rs sV VCCCCv vo o - -+ +- -+ +R RL LR R R RL L 设设LCLC串联谐振回串联谐振回 路对开关频率谐振路对开关频率谐振 。I IomomV Vomom = =I Iomom R RL L= R RL L 2 2V VCCCC ( (R Rs s+ +R RL L) )I Iomom= = = = V VCCCC2 2 V Vom1om1R Rs s+ +R RL L R Rs s+ +R RL L 谐振时，回路中产生的基谐振时，回路中产生的基 波电流振幅波电流振幅I Iomom为为V Vom1om1丁类（丁类（D D类）功率放大器类）功率放大器一、电压一、电压开关型丁类功率开关型丁类功率 放大器工作过程放大器工作过程分析半波正弦电流的成因丁类（丁类（D D类）功率放大器类）功率放大器继续继续本页完本页完I Iomom= = = = V VCCCC2 2 V Vom1om1R Rs s+ +R RL L R Rs s+ +R RL L 谐振时回路中产生的基波谐振时回路中产生的基波 电流振幅电流振幅I Iomom为为V Vomom = =I Iomom R RL L= R RL L 2 2V VCCCC ( (R Rs s+ +R RL L) )O Otti iCCCC/2/2 3/23/2- -3/23/2- -/2/2I IomomI ICCCC由图可知，只有由图可知，只有T T1 1导通时导通时 ， V VCCCC才提供电流。才提供电流。T T1 1截止截止 时，时， V VCCCC是不提供电流的。是不提供电流的。 所以所以V VCCCC输出的电流只有半输出的电流只有半 个正弦波。个正弦波。i iCCCCC CL LR Rb bR Rb bA AV VCCCCi i2 2i iR RL L激励源激励源T T1 1T T2 2算出半波电流的平算出半波电流的平 均值均值I ICCCC可计算可计算V VCCCC提提 供的功率供的功率P P= =。i iCCCCC CL LR Rb bR Rb bA AV VCCCCi i2 2i iR RL L激励源激励源T T1 1T T2 2一、电压一、电压开关型丁类功率开关型