CN1020227C - 一种高效率声频功率放大器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及广播通信技术，特别涉及广播通信用声频功率放大器。现有的声频功率放大器的主要技术问题之一是减小晶体管的管功耗。以此来提高放大器的输出效率。本发明提供了解决这一问题的技术方案，放大电路由功率放大电路管压取样和管压补偿电路组成，电源由电感电容组成组合电源电路，还包括热补偿及偏压补偿电路。本发明的实现，把正弦波乙类放大器效率从78%提高到88%，且能节电25～40%，提高整机可靠性。

Description

本发明涉及广播通信技术，特别涉及广播通信用声频功率放大器。

声频功率放大器主要包括讯号输入输出，电源和功率放大电路。现有的声频功率放大器所加的电源电压都是恒定的，由于输出讯号的幅值是变化的，故放大管瞬时的管压降也是变化的，当小讯号输出时，Ce电压相当大（Ce为集电极发射极电压）。既使是大功率输出，Ce电压也是大小在变化的。因此晶体管线性功率放大器的效率就不很理想。此外，放大器工作在正弦波时，当输出功率为最大功率的0.406时，晶体管损耗也有极大值0.406。因此，现有的声频功率放大器的主要技术问题是要减小晶体管的管功耗，而减小晶体管的功耗必须减小晶体管的压降，以此来提高声频功率放大器的效率。这一思想已被许多有识之士所接受，但时至今日还未找到一种较佳的技术方案。

本发明的目的就是提供一种高效率声频功率放大器的技术方案，把常规技术取样于输出峰值，改进为取样于功率管管压降。实现减小晶体管的压降，提高晶体管的输出功率。

本发明是这样实现的，一种高效率声频功率放大器，包括讯号输入输出，电源，热补偿偏置电路，偏压补偿电路，输出电压取样电路。特征在于功放管管压取样和管压补偿电路，取自功放管本身的管压降，从而显著提高声频功放管的效率。

本发明的实现，把正弦波乙类放大器效率从78%提高到88%，当放大器工作在小幅值时比现有放大器节电40%，在用于声频扩声时也能节电25%-30%，本发明还能有效地减小功放管的发热。提高可靠性，降低制造成本。

附图1是本发明方框图。

附图2是本发明电路图。

附图3是本发明放大、管压取样和管压补偿电路图。

附图4是本发明电感电容组合电源电路图。

附图5是本发明热补偿偏置电路及偏压补偿电路图。

以下参照附图进一步叙述本发明技术，参照附图1和2，一种高效率声频功率放大器。包括讯号输入输出，电源，热补偿偏置电路，偏压补偿电路和输出电压取样电路，其特征在于功放管管压取样和管压补偿电路取自功放管本身的管压降，从而显著提高声频功放管的效率。电源电路是一电感电容组成组合电源电路。参照附图3放大、管压取样和管压补偿电路由BG1至BG6，C1至C3，D1至D4，R1至R13，L1，L2组成，当放大器工作在小幅值时，功率放大管只加低电压，当输入讯号增大后，放大管BG1，BG2进一步导通，Ce电压进一步减小，放大管集电极-发射极电压降到某一设定值时，电压取样管BG3，BG4开始导通，BG3，BG4组成或门电路。使补偿电路对输出电路正负波形都起作用，导至电压补偿管BG6导通，从而补偿放大管BG1，BG2的Ce电压跌落，不致使其饱和，放大器的线性工作状态由电压补偿管BG6但任。电 压补偿管BG6可以用PWM开关电源方式。当输入讯号进一步增大后，补偿管BG6开始饱和。放大管BG1、BG2也开始饱和，放大器满幅输出，提高了放大器工作效率。参照附图4电感电容组合电源包括D5至D10、C4，C5和L3组成，D5，D6、D9、D10、L3和C4组成电感输入式电源电路，输出电压V1，V1的值在0、9VO附近，D5，D6，D7，D8，C4，C5组成电容输入式电源电路，输出电压V2，V2的值在1.4VO附近。V1、V2组成二档电源电压。根据放大器工作的具体情况，最大输出的出现时间只有总时间的几分之一。即放大器一般均工作在中小功率状态，因此对电源来说都由电感输入式电路完成。本发明的电路，因为电感输入式整流二极管的通导角比电容输入式电路大，故流经变压器（电源）及整流管的峰值电流大大减小，提高了整流滤波效率，本发明巧妙地利用了电感电容输入式电路输入电压与输出电压的关系，并且低成本制成二档高效率电源。这样用管压取样补偿电路保证放大器始终工作在线性放大状态，同时又减小管压降，进而能减小功放管发热，提高了整机效率。参照附图5热补偿偏置及偏压补偿电路由D11，C6，R14，R15，R16，n，BG7，D12组成。用二极管D调压做功率放大管恒压偏置与温度补偿，增设大容量电解电容做偏置直流平滑与交流通路，R14只提供大功率三极管的静态电流，使其不出现交叉失真，增加R15，D11，D12及n，当放大器负荷正常时，放大器输入电压越大输出功率也越大，R15整 流限流供三极管偏置。偏压补偿还能提高放大器可靠性，当放大器超负荷或短路时，由于输出变压器呈短路状态，n输出相应减小，动态偏置作用减小，从而限制了大功率三极管工作电流增长，保护三极管不至过载损坏，从三极管工作电流看，放大器输出短路后，工作电流不是增加反而减小，故其作用类似于其他减流保护电路，本电路不会出现附加失真，且减流保护更有效。由于n产生的是低电压，功耗相当小。此外，偏压补偿电路还具有输出防倒灌性能。用本发明技术可以制造大于250瓦的扩音设备。

Claims (4)

1、一种高效率声频功率放大器，包括讯号输入/输出端，电源，热补偿偏置电路，偏压补偿电路，输出电压取样电路，其特征是功放管管压取样和管压补偿电路取自功放管本身的管压降，从而显著提高声频功放管的效率。

2、根据权利要求1所述的一种高效率声频功率放大器，其特征在于所述的功放管管压取样和管压补偿电路由GB1至BG6，C1至C3，D1至D4，R1至R13，L1，L2组成。

3、根据权利要求1所述的一种高效率声频功率放大器，其特征在于所述的偏压补偿电路由D11，C6，R14，R15，R16，n，BG7和D12组成。

4、根据权利要求1所述的一种高效率声频功率放大器，其特征是功放级效率达88%，节能25%～30%。

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