新型橋式功放電路

2019-11-03 10:01:00

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供稿：網友

　　筆者最近制作了一個大功率后級音頻放大器，考慮到為降低制作成本和難度，另行設計了一種功放電路，該電路的基本結構如圖１所示。ＢＧ１～ＢＧ４是四只特性相近的功率管，連接成橋式電路，負載ＲＬ接在兩個橋臂上；ＩＣ１和ＩＣ２是由兩塊運放構成的電壓比較器；Ｄ１和Ｄ２構成半橋整流輸入電路。

　　靜態時，ＶA＝ＶB＝０，ＩＣ１和ＩＣ２的輸出端都為高電平，則ＢＧ１和ＢＧ３截止，ＢＧ２和ＢＧ４導通，所以ＶM＝ＶN＝０，ＲＬ中無電流流過。

　　動態時，信號ｕｉ從Ａ、Ｂ兩端輸入。因為輸入電路為半橋整流電路，如圖２（ａ）所示，它能把輸入的正弦波信號轉變成以Ｏ點為負極，以Ａ、Ｂ兩點為正極而作周期性交替變化的單向脈沖信號。在０～Ｔ／２時間內，若正半周期先從Ａ點開始，則在這段時間內，輸入信號ｕｉ經Ｄ２加到Ｄ１兩端（半波整流），使Ｄ１兩端的電壓ＶA從零——最大值——零，如圖２（ｂ）所示。而Ｂ點和Ｏ點等電位，在這一過程中，ＩＣ１的輸出端由高電平跳變到低電平，于是ＢＧ２截止；同時ＢＧ１在ＶA的控制下也開始導通，輸出電流ｉ０２由Ｖｃｃ→ＢＧ１→ＲＬ→ＢＧ４→電源負極。在Ｔ／２～Ｔ時間內，輸入信號ｕｉ經Ｄ１加到Ｄ２兩端，且Ａ點與Ｏ點等電位。這時ＩＣ２的輸出端由高電平跳變到低電平，而ＩＣ１的輸出端由低電平跳變到高電平，于是ＢＧ４截止；ＢＧ２導通；同時ＢＧ３也在ＶB的控制下開始導通，輸出電流由Ｖｃｃ→ＢＧ３→ＲＬ→ＢＧ２→電源負極。這樣流過ＲＬ中的電流Ｉｌ就是由ｉ０１和ｉ０２所合成的一完整正弦電流。若忽略各管的Ｖｃｅｓ，則在半個周期內，ＲＬ上的最大電壓幅值可達Ｖｃｃ，在一個周期內，ＲＬ上正弦電壓的峰值可達到兩倍Ｖｃｃ。通過以上分析可知，這種功放電路由單電源供電，電路具有良好的平衡性和對稱性。ＢＧ１和ＢＧ３工作在乙類狀態，需加裝上大面積的散熱片；而ＢＧ２和ＢＧ４工作在開關（丁類）狀態，因為管耗較小，所以只需加裝上小面積的散熱片。

　　在實際應用時，為了使功放電路的性能有所改善，可改變ＢＧ１和ＢＧ３的偏置電路，使它們工作在甲乙類狀態或甲類狀態。同時兩塊運放的同相輸入端也應加上合適的偏置電壓，反相輸入端還應加上限幅電路。