文档介绍：第 1 章 功率电子线路
功率电子线路概述
功率放大器的电路组成和工作特性
乙类推挽功率放大电路
功率合成技术
整流与稳压电路
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第 1 章 功率电子线路
功率电子线路概述
功率放大器
电源变换电路
功率器件
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功率电子线路概述
作用：高效地实现能量变换和控制。
种类：
(1)功率放大电路
特点：放大
用途：通信、音像等电子设备。
(2)电源变换电路
特点：能量变换
用途：电源设备、电子系统、工业控制等。
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功率放大器
特点：工作在大信号状态。
一、功率放大器的性能要求
① 安全。输出功率大，管子在极限条件下运用。
② 高效率。
C ——集电极效率(Collector Efficiency)
Po —— 输出信号功率 ；PD —— 电源提供的功率；
PC —— 管耗 (Power Dissipation)/集电极耗散功率；
Po 一定，C 越高，PD 越小 PC 小， 既可选 PCM 小的管子，以降低费用，也节省能源。
③ 失真小。
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尽管功率增益也是重要的性能指标，但安全、高效和小失真更重要，前者可以通过增加前置级祢补。
二、功率管的运用特点
1．功率管的运用状态
根据功率管在一个信号周期内导通时间的不同，功率管运用状态可分为甲类、乙类、甲乙类、丙类等多种。
① 甲类：功率管在一个周期内导通 ，c = 。
② 乙类：功率管仅在半个周期内导通，c = /2。
③ 甲乙类：管子在大于半个周期小于一个周期内导通， /2 c 。
④ 丙类：功率管在小于半个周期内导通，c /2。
功率管运用状态通常靠选择静态工作点来实现。
功率管的运用状态
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根据下列曲线说出功率管的应用状态：
图 1–1–1 各种运用状态下的输出电流波形
2．不同运用状态下的 C
管子的运用状态不同，相应的 Cmax 也不同。
减小 PC 可提高 C。
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假设集电极瞬时电流和电压分别为 iC 和 vCE，则 PC 为
讨论：若减少 PC，则要减少 iC vCE
方法 1：由甲类 甲乙类 乙类 丙类，即减小管子在信号周期内的导通(增大 iC = 0)的时间。
方法 2：管子运用于开关状态(又称丁类)，即一周期内半饱和半截止。
饱和时，vCE VCE (sat) 很小 PC 很小；
截止时，iC 很小，iC vCE 也很小 PC 很小。
总之：为提高 C，管应用状态可取乙类、丙类或丁类。但集电极电流波形失真严重，电路需采取特定措施(见 节)。
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电源变换电路
按变换方式不同：
(1)整流器(Rectifier)：交流电-直流电。
应用：电子设备供电。
(2)直流-直流变换器(DC-DC Converter)：直流电-直流电。
应用：开关电源。
(3)逆变器(Inverter)：直流电-交流电。
应用：不间断电源、变频电源。
(4) 交流-交流变换器(AC-AC Converter)：交流电-交流电。
应用：变压等。
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功率器件
功率管的种类：
(1)双极型功率晶体管
(2)功率 MOS 管
(3)绝缘栅双极型功率管
功率管是功率放大电路的关键器件，为保证安全工作，需了解其极限参数及安全工作区。
以双极型功率管为例，安全工作区受如下极限参数限制：
① 最大允许管耗 PCM。与散热条件密切相关。
② 基极开路集 - 射反向击穿电压 V(BR)CEO 。
③ 集电极最大允许电流 ICM 。
以上参数与功率管的结构、工艺参数、封装形式有关。
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一、功率管散热和相应的 PCM
管耗 PC 主要消耗在集电结上，使结温升高。
若集电极的散热条件良好，集电结上的热量很容易散发到周围空气中去，则集电结就会在某一较低温度上达到热平衡，此时集电结上产生的热量等于散发到空气中的热量。反之，散热条件不好，集电结就会在更高的温度上达到热平衡，甚至产生热崩而烧坏管子。
热崩(Thermal Runaway)：
集电结结温(Tj) iC PC Tj 如此反复，直至 Tj TjM(集电结最高允许温度)而导致管子被烧坏的一种恶性循环现象。
提高 PCM 的办法：
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