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第四章功率变换电路
题3.4.1一双电源互补对称电路如图题3.4.1所示，设已知VCC=12V，RL=16Ω，vI为正弦波。求：(1)在三极管的饱和压降VCES可以忽略不计的条件下，负载上可能得到的最大输出功率Pom=?；(2)每个管子允许的管耗PCm至少应为多少?(3)每个管子的耐压｜V(BR)CEO｜应大于多少?
图题3.4.1 解：(1)负载上可能得到的最大输出电压幅度Vom=12V Pom2Vom122???4.5(W) 2RL2?16(2)PCM(max)?0.2pom?0.9(W)∴PCM≥0.9W (3)V(BR)CEO≥24V 题3.4.2在图题3.4.2所示的OTL功放电路中，设RL=8Ω，管子的饱和压降｜ＶCES｜可以忽略不计。若要求最大不失真输出功率(不考虑交越失真)为9W，则电源电压VCC至少应为多大?(已知vi为正弦电压。)图题3.4.2 11(VCC)2(VCC)2解：Pom(max)?2?2?9W 2RL2?8VCC=24(V) ∴电源电压VCC至少24V 题3.4.3OTL放大电路如图题3.4.3所示，设T1、T2特性完全对称，vi为正弦电压，VCC=10V，RL=16Ω。试回答下列问题： (1)静态时，电容C2两端的电压应是多少?调整哪个电阻能满足这一要求? (2)动态时，若输出电压波形出现交越失真，应调整哪个电阻?如何调整? (3)若R1=R3=1.2kΩ，T1、T2管的β=50,｜VBE｜=0.7V,Pcm=200mW,假设D1、D2、R2中任意一个开路，将会产生什么后果?
图题3.4.3
解：(1)静态时，电容C2两端的电压应为5V。调整R1、R3，可调整上、下两部分电路的对称性，从而使C2两端电压为5V。
(2)若出现交越失真，应调大R2，使b１b2间电压增大，提供较大的静态电流。
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(3)若D1、D2、R2中任意一个开路，则IB1?IB2?VCC?2VBE?3.58(mA)
2R1IC1=IC2=βIB1=179(mA)
PC=IC1·VCE=IＣ１·5V=895(mW)＞Pcm,∴功率管会烧坏。
题3.4.4在图题3.4.3电路中，已知VCC=35V,RL=35Ω，流过负载的电流iＬ=0.45cosωt(A)。求：(1)负载RL所能得到的信号功率PO；(2)电源供给的功率PE；(3)两个管子的总管耗PT。 解：(1)Po?(iLm2)2RL?3.54(W)
1(2)PE?2???2V?CC?21?iLd?t?2?=
??2V?CC?2?0.45cos?td?t
1?VCC?0.45?2?5(W) 2?(3)PT?PE?Po?1.46(W) 题3.4.5乙类OTL功放级电路如图题3.4.5所示，电源电压VCC=30V，负载电阻RL=8Ω。 (1)试问驱动管T的静态电压VCEQ和静态电流ICQ应设计为何值? (2)设功放管T1、T2的最小管压降｜VCES｜约为3V，试估算最大不失真输出功率POm和输出级效率η图题3.4.5 解：(1)因为OTL功放电路要求基极上静态电压为1VCC,所以驱动管T的静态电压，2VCEQ(2)Vom?VCC?VCEQ151I???10(mA) ,?VCC?15VCQRC1.5K21VCC?VCES?15?3?12(V) 2V1?VCC?om?2?14.3(W) =2?RL题3.4.6图题3.4.6功放电路中，设运放A的最大输出电压幅度为±10V，最大输出电流为±10mA，晶体管T1、T2的｜VBE｜=0.7V。问：(1)该电路的电压放大倍数Avf=?(2)为了得到尽可能大的不失真输出功率，T1、T2管的β值至少应取多少?(3)该电路的最大不失真输出功率Pom=?(4)当达到上述功率时，输出级的效率是多少?每个管子的管耗多大? 图题3.4.6 解：(1)Avf?vo100k????10 vi10k(2)运放最大输出电流±10mA,所以功放管的IB=10mA，运放的最大输出电压±10V，vo的最大输出电压幅度为
?(10?0.7)V??9.3V,Iom?管子IEm=Iom，所以?≥
9.3?1.17(A) RLIEm?117 IB2Vom9.32??5.41(W) (3)Pom?2RL2?819.3=2??15??2?11.1(W)
2?8题3.4.7在图题3.4.7所示电路中，已知VCC=15V，T1和T2的饱和管压降｜VCES｜=1V,集成运放的最大输出电压幅值为±13V，二极管的导通电压为0.7V。
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(1)为了提高输入电阻，稳定输出电压，且减小非线性失真，应引入哪种组态的交流负反馈?试在图中画出反馈支路。 (2)若Vi=0.1V，Vo=5V，则反馈网络中电阻的取值约为多少? (3)若输入电压幅值足够大，则电路的最大不失真输出功率为多大?
图题3.4.7 解：(1)
Rf VCC T1K R2 D1 R1 + vi – R1 – + A D2 vo T2 8Ω RL R3 –VCC 图3.4.7
(2)Avf?Rf?R1Vo0.5V??50? Vi0.1VR1∴Rf=49(kΩ) (3)集成运放的最大输出电压幅度为13V，则vo的最大幅度 Vom=13+VD-VBE=13+0.7-0.7=13V 题3.4.8一个用集成功放LM384组成的功率放大电路如图题3.4.8所示。设vi为正弦电压，电路在通带内的电压增益为40dB，在RL=8Ω时，不失真的最大输出电压(峰-峰值)可达18V。求：(1)最大不失真输出功率Pom；(2)输出功率最大时的输入电压有效值Vi。 图题3.4.8
解：(1)Pom2Vom92???5.1(W) 2RL2?8(2)电压增益为40dB,即Av=100