专利名称：一种甲类功率放大器的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种功率放大器，特别是甲类功率放大器的改造技术。
现有的甲类功率放大器，其功率输出管静态工作电流大，效率低，功率管多采用多管并联，且加装大体积的散热装置，成本高。现有的滑动偏置甲类功率放大器(如图6所示)，其功率输出管只限于双结型管T1、T2，其技术特点是功率输出管发射极接有电流负反馈电阻Re，当负载RL上的电流IL的绝对值增大时，Re上的压降增大，此时滑动偏置电路同步调整，使A、B间的电势VAB增大，从而保证T1、T2不截止。滑动偏置甲类功率放大器的优点是效率高，成本低，但存在的主要问题有1、T1、T2对管配对严格；2、滑动偏置电路必须通过“热补偿”以稳定T1、T2的工作状态，如果出现过补偿则“热机”后功放变成甲乙类，如果补偿不足，则功率管过热，影响可靠性；3、滑动偏置电路所采用的元件较多，成本高。因此，滑动偏置甲类功率放大器在实际批量生产中有较高的工艺难度。
本实用新型的目的在于克服上述缺点而提供一种能使互补功率输出管工作在静态时电流较小，当输出到负载的电流较大时，互补功率输出管不会出现截止状态的甲类功率放大器，其所用元件少，成本低，调整容易，工作可靠性高。
本实用新型的原理框图如附图所示，包括有电流反馈网络(1)、互补功率输出管(2，3)及其偏置电路(4)，其中电流反馈网络(1)置于互补功率输出管(2，3)之间，且其分别与偏置电路(4)及负载RL连接。
上述互补功率输出管(2，3)可为双结型管，也可为场效应管或IGBT模块。
下面结合实施例详细说明本实用新型的具体结构
图1为本实用新型的原理框图；图2为本实用新型实施例1的电路原理图；图3为在图2的输入端输入正弦波时，T1、T2上的电流波形；图4为本实用新型实施例2的电路原理图；图5为本实用新型电流反馈网络(1)的“伏-安”特性曲线；图6为现有滑动偏置甲类功率放大器的电路原理图。
实施例1本实用新型的原理框图如图1所示，包括有电流反馈网络(1)、互补功率输出管(2，3)及其偏置电路(4)，其中电流反馈网络(1)置于互补功率输出管(2，3)之间，且其分别与偏置电路(4)及负载RL连接。上述互补功率输出管(2，3)为双结型管T1、T2，其偏置电路(4)分别包括运算放大器A1、A2，稳压管VDI，信号源H1、H2，电流反馈网络(1)包括有电阻R0、R1，稳压管VD0、VD1，其中T1、T2的基极分别与A1、A2的输出端连接，A1、A2的同相输入端分别与VDI的阴极和阳极以及信号源H1、H2的一端连接，信号源H1、H2的另一端分别与电源的两端连接；T1的发射极分别与VD0的阴极及R0的一端连接，VD0的阳极及电阻R0的另一端与负载RL连接及分别与VD1的阴极、R1的一端连接，VD1的阳极及R1的另一端与T2的发射极连接，T1、T2的集电极分别连接在电源的两端。上述VD0与VD1相同，R0与R1相同，且VD0、VD1与VDI的选取满足VD0＜VDI＜2VD0的关系。
由图2可推出，T1、T2的静态工作电流Ic0＝VDI/2R0，选取适当的VDI值和R0值，可得到适当的静态工作电流，当T1有最大工作电流Icmax时，T2有最小工作电流Ic2min＝(VDI-VD0)/R0＞0；同样，当T2有最大工作电流Icmax时，T1有最小工作电流Ic1min＝(VDI-VD1)/R0＞0，因此，T1、T2的电流永远大于零，不会出现截止状态。
本实施例在输入端输入正弦波时，T1、T2上的电流波形如图3所示，由图可看出，Icmax＞＞Ic0，Ic1min＞0，Ic2min＞0，由此可见，本实用新型的静态工作电流较小，效率高，且无开关失真。
实施例2本实用新型的原理框图如图1所示，包括有电流反馈网络(1)、互补功率输出管(2，3)及其偏置电路(4)，其中电流反馈网络(1)置于互补功率输出管(2，3)之间，且其分别与偏置电路(4)及负载RL连接。上述互补功率输出管(2，3)为场效应管T1、T2，其偏置电路(4)分别包括电阻R5、R6、R7、R8，三极管T3、T4，信号源H1、H2，电流反馈网络(1)包括有由电阻R1、R2、R3、R4，二极管D1、D2，电流反馈网络(1)上的电压降通过电阻R6、R7被采样到T3、T4的基极，T3、T4的基极与发射极串成基准恒压源，中T1、T2的栅极分别与电阻R9、R10的一端连接，R9、R10的另一端分别与T3、T4的集电极连接及分别与信号源H1、H2的一端连接，信号源H1、H2的另一端分别与电源的两端连接；T3的发射极与T4的发射极连接，T3的基极分别与电阻R5、R6的一端连接，T4的基极分别与电阻R8、R7的一端连接，R5、R8的另一端分别与电源的两端连接，R6、R7的另一端分别与T1、T2的源极连接及连接在由R1、R2、R3、R4组成的串联电路的两端，T1、T2的漏极分别与电源的两端连接，D1的阳极分别与R1、R2的一端连接，阴极与R2的另一端、D2的阳极及负载RL连接，D2的阴极分别与电阻R3、R4的一端连接。本实用新型的工作机理与实施例1类同。
本实施例中，由于T3、T4负反馈有自动调节作用，静态工作电流与T1、T2无关，因此，T1、T2可为双结型管，也可为场效应管或IGBT模块等。
本实用新型中的电流反馈网络(1)具有图5曲线A所示的“伏-安”特性，在小于电压阀值VD区，网络基本上呈电阻特性，在大于或等于阀值VD时，网络呈稳压特性。(曲线B为纯电阻的“伏-安”特性，曲线C为二极管的“伏-安”特性)，网络在声频范围内与频率无关。电流反馈网络(1)具有如下函数关系dx/df＝0，dx/dIL＜0，其中x为电流反馈网络(1)的电抗，f为频率，IL为负载RL上的电流。
本实用新型由于其电流反馈网络在小于电压阀值区，网络基本上呈电阻特性，在大于或等于阀值区时，网络呈稳压特性，且其阻抗大小在整个声频内与频率无关，只与电流大小有关，故使得互补功率输出管永远不会出现截止状态，且互补功率输出管工作在静态时电流较小，效率高，另外，本实用新型由于其偏置电路带有电流负反馈，因此，工作点非常稳定，无需加热补偿装置，可靠性高。本实用新型所用元件少，成本低，调整容易，是一种使用性能优良的甲类的功率放大器。
权利要求1.一种甲类功率放大器，其特征在于包括有电流反馈网络(1)、互补功率输出管(2，3)及其偏置电路(4)，其中电流反馈网络(1)置于互补功率输出管(2，3)之间，且其分别与偏置电路(4)及负载RL连接。
2.根据权利要求1所述的功率放大器，其特征在于上述互补功率输出管(2，3)可为双结型管，也可为场效应管或IGBT模块。
3.根据权利要求1或2所述的功率放大器，其特征在于上述互补功率输出管(2，3)为双结型管T1、T2，其偏置电路(4)分别包括运算放大器A1、A2，稳压管VDI、信号源H1、H2，电流反馈网络(1)包括有电阻R0、R1，稳压管VD0、VD1，其中T1、T2的基极分别与A1、A2的输出端连接，A1、A2的同相输入端分别与VDI的阴极和阳极以及信号源H1、H2的一端连接，信号源H1、H2的另一端分别与电源的两端连接；T1的发射极分别与VD0的阴极及R0的一端连接，VD0的阳极及电阻R0的另一端与负载RL连接及分别与VD1的阴极、R1的一端连接，VD1的阳极及R1的另一端与T2的发射极连接，T1、T2的集电极分别连接在电源的两端。
4.根据权利要求1或2所述的功率放大器，其特征在于上述互补功率输出管(2，3)为场效应管T1、T2，其偏置电路(4)分别包括电阻R5、R6、R7、R8，三极管T3、T4，信号源H1、H2，电流反馈网络(1)包括有电阻R1、R2、R3、R4，二极管D1、D2，电流反馈网络(1)上的电压降通过电阻R6、R7被采样到T3、T4的基极，T3、T4的基极与发射极串成基准恒压源，其中T1、T2的栅极分别与电阻R9、R10的一端连接，R9、R10的另一端分别与T3、T4的集电极连接及分别与信号源H1、H2的一端连接，信号源H1、H2的另一端分别与电源的两端连接；T3的发射极与T4的发射极连接，T3的基极分别与电阻R5、R6的一端连接，T4的基极分别与电阻R8、R7的一端连接，R5、R8的另一端分别与电源的两端连接，R6、R7的另一端分别与T1、T2的源极连接及连接在由R1、R2、R3、R4组成的串联电路的两端，T1、T2的漏极分别与电源的两端连接，D1的阳极分别与R1、R2的一端连接，阴极与R2的另一端、D2的阳极及负载RL连接，D2的阴极分别与电阻R3、R4的一端连接。
专利摘要本实用新型是一种功率放大器。包括有电流馈网络、互补功率输出管及其偏置电路。本实用新型由于其电流反馈网络在小于电压阈值区,网络基本上呈电阻特性,在大于或等于阈值区时,网络呈稳压特性,且其阻抗大小在整个声频内与频率无关,只与电流大小有关,故使得互补功率输出管永远不会出现截止状态,且互补功率输出管工作在静态时电流较小,效率高,另外,本实用新型由于其偏置电路带有电流负反馈,因此,工作点非常稳定,无需加热补偿装置,可靠性高。本实用新型所用元件少,成本低,调整容易,是一种使用性能优良的甲类的功率放大器。
文档编号H03F3/20GK2369411SQ99235329
公开日2000年3月15日 申请日期1999年2月3日 优先权日1999年2月3日
发明者庄士京 申请人:庄士京