新型桥式大功率后级音频放大器

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新型桥式大功率后级音频放大器

笔者最近制作了一个大功率后级音频放大器,考虑到为降低制作成本和难度,另行设计了一种功放电路,该电路的基本结构如图1所示。BG1~BG4是四只特性相近的功率管,连接成桥式电路,负载RL接在两个桥臂上;IC1和IC2是由两块运放构成的电压比较器;D1和D2构成半桥整流输入电路。
静态时,VA=VB=0,IC1和IC2的输出端都为高电平,则BG1和BG3截止,BG2和BG4导通,所以VM=VN=0,RL中无电流流过。
动态时,信号ui从A、B两端输入。因为输入电路为半桥整流电路,如图2(a)所示,它能把输入的正弦波信号转变成以O点为负极,以A、B两点为正极而作周期性交替变化的单向脉冲信号。在0~T/2时间内,若正半周期先从A点开始,则在这段时间内,输入信号ui经D2加到D1两端(半波整流),使D1两端的电压VA从零——最大值——零,如图2(b)所示。而B点和O点等电位,在这一过程中,IC1的输出端由高电平跳变到低电平,于是BG2截止;同时BG1在VA的控制下也开始导通,输出电流i02由Vcc→BG1→RL→BG4→电源负极。在T/2~T时间内,输入信号ui经D1加到D2两端,且A点与O点等电位。这时IC2的输出端由高电平跳变到低电平,而IC1的输出端由低电平跳变到高电平,于是BG4截止;BG2导通;同时BG3也在VB的控制下开始导通,输出电流由Vcc→BG3→RL→BG2→电源负极。这样流过RL中的电流Il就是由i01和i02所合成的一完整正弦电流。若忽略各管的Vces,则在半个周期内,RL上的最大电压幅值可达Vcc,在一个周期内,RL上正弦电压的峰值可达到两倍Vcc。通过以上分析可知,这种功放电路由单电源供电,电路具有良好的平衡性和对称性。BG1和BG3工作在乙类状态,需加装上大面积的散热片;而BG2和BG4工作在开关(丁类)状态,因为管耗较小,所以只需加装上小面积的散热片。
在实际应用时,为了使功放电路的性能有所改善,可改变BG1和BG3的偏置电路,使它们工作在甲乙类状态或甲类状态。同时两块运放的同相输入端也应加上合适的偏置电压,反相输入端还应加上限幅电路。

 

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