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晶体管电路设计 精讲 第二十一贴 设计个大一些的功放(一)

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本帖最后由 goodays 于 2013-9-15 18:31 编辑





主要内容:
1、设计一个较大功率输出的功放需要注意的问题
2、为第二十二贴的设计做知识储备



      大家好,很长时间没有见面了,前一段时间因为去了一个不能上网,不能打电话的地方,所以耽误了很长时间的更新,向大家说一声抱歉。


*******************************

      在第二十贴中,我们亲自动手设计了一个输出功率在1W左右的小功放,从中也学习了很多关于功放设计的一些方法。也了解了一些在设计中要着重关注的问题。但这个功放的输出功率还是太小了,仅仅1W,那么,当我们要亲自动手设计一个较大功率的功放时,我们应该做哪些准备,要学习哪些知识呢?这也是书中第五章的主要内容,因为这些知识在以前都或多或少的接触过一些,因此这一章不会讲很长时间,计划分两贴,第一贴也就是本贴,讲一些预备知识,下一贴以书中电路为例进行实际设计。下面本贴正式开始。

      首先提出一个问题:一个10W的功放和一个1W的功放,它们的主要区别是什么?

      这还用说,一个功率大一个功率小!那么再深入的想一想呢!功率大的意思是指在同样大小的负载上,比如说8Ω,得到更大功率。那么在8Ω的负载上得到1W的功率和10W的功率有什么区别呢?

      还是那几个公式:P=UI,P=I*I*R,P=U*U/R。从这几个公式,尤其是后面两个公式上可以看到,要想在同样的负载上得到更大的功率,需要更大的电流和更高的电压。

      更大的电流,意味着输出三极管要流过更大的电流。更高的电压,意味着电源电压也要更高一些。那么,如何来确定要多大的电流和多高的电压呢?在前面的贴子中已经涉及到了这部分的计算,我们再来复习一遍。
假如我们要在8Ω的负载上得到10W的功率,那么按公式P=I*I*R,可得I=SQR(P/R),SQR是开平方的意思。则所需最大电流可以计算出为I=SQR(10/8)=1.12A。这是一个比较大的电流了,同样可以算出这时候负载上的电压为V=IR=1.12A*8Ω=9V。

      这个电压看上去好象不怎么高。先别高兴的太早了。这个9V仅只是信号输出半周的有效值(Vrms)。以前也讲过Vp=SQR(2)*Vrms,Vp是峰值,因为我们是以正弦波为例的,所以是这个公式。那么,对应信号半周的最高电压值,也就是峰值Vp的电压为Vp=1.414*9V=12.65V。

      好了,结论出来了,对于正弦波信号,要想在8Ω的负载上得到10W的功率,那么这个正弦波的要在正负半周都达到12.65V的振幅。也就是说,从正半周的最顶部,到负半周的最底部,电压落差或者说幅度要有12.65V*2=25.3V。而要输出这个幅度的信号,则电源电压必须要高过这个数值,同时考虑到在三极管和发射极电阻上的损耗问题,一个正负15V的电源是最低要求了,为了保险起见,可以选正负17V为好。

      大家可以回想下上面的计算过程,迈出第一步其实很简单,不是么?
现在继续,刚才我们说了,这个10W的功放在最大功率时会输出1.12A的电流。

      这是一个很大的问题,而且这个1.12A仅仅是最保守的一个数字,我们不得不考虑在最坏的情况下,过载时的电流。我们所选取的电源电压是17V,为了留有余量,我们忽略输出三极管的Vce和发射极电阻Re上的压降,假设这17V都加在负载上,那么流经三极管的最大电流就是17V/8Ω=2.12A。当然这是最坏的情况了,但我们做设计时必须要按最坏的情况考虑。

      这个电流意味着什么呢?这个电流实际上是三极管的发射极电流,这就意味着基极电流会很大!基极电流等于2.12A/100(ß值)么?我们先看下面这个图,然后再回来计算。
001.png


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下面是家庭作业:


预习下一贴的内容,电路图在96页,争取能自己看明白。并尝试计算并验证图中给出的参数。




祝愉快!


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数电menmenchaig + 5 + 5 终于出来了。马拉松啊:)
中心小学 + 3 赞一个!
diyhome + 10
ozhaojie + 3
著名的PCB哥 + 8 + 8 楼主,辛苦了!!

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楼主,辛苦了!!
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你去的什么地方,,那么保密啊

终于又看见你的分享乐
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终于更新了
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LZ的帖子很是喜欢 顶
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裤衩喜欢diy 发表于 2013-8-31 18:27
你去的什么地方,,那么保密啊

终于又看见你的分享乐

呵呵,现在是暑假,正是招人的时候,被封闭了。
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谢谢楼主的分享,收藏一个
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看看看看看
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看看 都是是很么东西 希望能有货
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lihai .........................
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