專利名稱：高效率分段功率放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及功率放大器，特別是一種分段變負(fù)載的高效率功率放大器，尤其適用于汽車音響的輸出功率放大等領(lǐng)域。
現(xiàn)有技術(shù)的高效率功率放大器，通常采用高低兩組電源供電。如

圖1所示，當(dāng)正信號(hào)輸入時(shí)BG8導(dǎo)通，BG8源極電位升高，此時(shí)功率放大器由電源VL供電，功率放大器對(duì)負(fù)載RL輸出功率，當(dāng)BG8源極電位升高至接近電源VL時(shí)，這時(shí)BG8的管壓降接近至零，這時(shí)比較器BG7接收到D5上的電壓信號(hào)，該信號(hào)超過VP比較電壓時(shí)，BG7送出高電位，這時(shí)BG10開始導(dǎo)通，開始繼續(xù)對(duì)負(fù)載輸出，此時(shí)放大器改為電源VH供電。當(dāng)輸入信號(hào)為負(fù)信號(hào)時(shí)BG9導(dǎo)通，信號(hào)大時(shí)與上述相同。由圖2所示，可以看出，該高效率功率放大器，在輸入為小信號(hào)時(shí)V1’＝VL-V2’，VL＝0.5-0.7VH。當(dāng)大信號(hào)時(shí)V1’＝VH-VL-V2’，則V1’+V2’＝VH-VL，從中可以看管壓降始終保持較小，當(dāng)VL＝0.5VH時(shí)，V1’最大值為0.5VH，其功率放大器的理論效率達(dá)到88％。
從如上分析，可以看出，該電路之所以能提高放大器效率，是在功率管始終工作于低的管壓降情況下得到的，但功率的取得需要兩組電源供電。
本發(fā)明的目的在于提供一種特別適用于汽車音響系統(tǒng)的功率放大器，它無需開關(guān)電源，而僅以一組低壓電源向功率放大器供電，實(shí)施分段功率放大，不僅降低了生產(chǎn)成本，而且獲得高效率的功率放大。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用瞬時(shí)輸出電壓的范圍，由晶體管截止、導(dǎo)通的工作原理，采用對(duì)應(yīng)的晶體管分段工作的設(shè)計(jì)，僅以一組低壓電源向功率放大器供電，實(shí)際證明本發(fā)明的高效率分段功率放大器不僅達(dá)到了現(xiàn)有技術(shù)的功率放大器的功效，而且提高功放效率可達(dá)30％以上。
下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的高效率分段功率放大器作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)的高效率功率放大器原理圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)的高效率功率放大器輸出波形示意圖；圖3為本發(fā)明的高效率分段功率放大器原理圖4為本發(fā)明的高效率分段功率放大器主線路特征部分原理圖；圖5為本發(fā)明的高效率分段功率放大器具有兩組抽頭的線路原理圖；圖6為本發(fā)明的高效率分段功率放大器兩段放大器的工況圖；圖7為本發(fā)明的高效率分段功率放大器三段放大器的工況圖。
圖1和圖2在前已述。
請(qǐng)參照?qǐng)D3，可以清楚的看出，本發(fā)明的高效率分段功率放大器主要由輸入端、前置推動(dòng)級(jí)、分段功率輸出級(jí)、輸出端組成，僅采用一組電源向功率放大器供電。當(dāng)正信號(hào)輸入流經(jīng)BG3，這時(shí)BG3功率管的柵極為零柵壓，BG3處于截止?fàn)顟B(tài)，而BG1導(dǎo)通，通過輸出變壓器T2送到負(fù)載RL上。但BG1是采用源極跟隨器，隨著信號(hào)的增大，BG1源極電壓升高，管壓降逐步降低。其中VG1為BG1柵極開閥電壓，VG2為BG3柵極負(fù)偏壓，當(dāng)調(diào)整VG2柵極偏壓大小，可使BG1、BG3輸出平滑過渡。由于BG1與BG3交流輸入處于同電位，此時(shí)輸出變壓器輸出電壓呈降壓性能，故BG3源極電壓升高比BG1慢，因此，BG3逐步由截止到導(dǎo)通，其輸出變壓器T2的分壓比是 ，這時(shí)K1＝0.5～0.7，當(dāng)輸入信號(hào)大到某一設(shè)定數(shù)值時(shí)BG1管壓降趨于零，BG3開始導(dǎo)通，并繼續(xù)對(duì)負(fù)載RL輸出，當(dāng)輸入為負(fù)信號(hào)時(shí)BG2導(dǎo)通，BG1～BG4均采用MOS功率型場效應(yīng)晶體管。實(shí)施上述的技術(shù)方案，當(dāng)VL/VH＝K1時(shí)，原理圖1與原理圖3兩電路高效率等效。實(shí)現(xiàn)了瞬時(shí)輸出電壓的范圍由對(duì)應(yīng)的晶體管分段工作的設(shè)計(jì)，僅以一組低壓電源向功率放大器供電，即可獲得高效率的輸出；如圖4所示，其為本發(fā)明的分段功率放大器基本特征部分線路圖，由BG1、BG3及D1、VG1、VG2、T2等組成，其中輸出變壓器T2帶有兩個(gè)抽頭b1和b2，其原理已述。由圖5所示可知，本發(fā)明可擴(kuò)展成具有二組及二組以上抽頭A1、A2，B1、B2，C1、C2，D1、D2……的高效率分段功率放大器。圖6為本發(fā)明的兩段放大器工況圖，由圖示可知t1～t2由BG3工作輸出，0～t1、t2～π由BG1工作輸出。負(fù)輸出由另一組功率管工作。圖7為本發(fā)明的三段放大器工況圖，由圖示可知t1’～t2’由BG3工作輸出，t1～t1’、t2’～t2由BGc工作輸出，0～t1、t2～π由BG1工作輸出，負(fù)輸出由另一組功率管工作。
由以上所述，本發(fā)明的高效率分段功段放大器，其兩段的功率放大器的輸出變壓器T2有兩個(gè)抽頭，放大器由BG1、BG3、D1、T2等組成，T2的匝數(shù)比K1＝0.5～0.7， ；三段的功率放大器的輸出變壓器T2有4個(gè)抽頭，包括BG1、BG2、BG3、D1、Dc、T2等組成。T2的匝數(shù)比K2＝0.5～0.7，K3＝0.5～0.7， ，以此類推，本發(fā)明的高效率分段功率放大器，可實(shí)現(xiàn)n段功率放大。
權(quán)利要求
1.一種高效率分段功率放大器，它包括訊號(hào)的輸入端、輸出端、電源、前置推動(dòng)級(jí)、分段功率輸出級(jí)，其特征在于采用瞬時(shí)輸出電壓的范圍由對(duì)應(yīng)的晶體管分段工作的設(shè)計(jì)，僅以一組低壓電源向功率放大器供電，實(shí)現(xiàn)高效率的輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的高效率分段功率放大器，其特征在于兩段放大器的輸出變壓器T2有兩個(gè)抽頭，匝數(shù)比K1＝0.5～0.7，
3.如權(quán)利要求1所述的高效率分段功率放大器，其特征在于三段放大器的輸出變壓器T2有四個(gè)抽頭，匝數(shù)比K1＝K2＝0.5～0.7，
4.如權(quán)利要求1、2和3所述的高效率分段功率放大器，其特征在于可實(shí)現(xiàn)n段功率放大。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高效率分段功率放大器,它由輸入端、前置推動(dòng)級(jí)、分段功率輸出級(jí)、輸出端組成,特別適用于汽車音響的輸出功率放大等領(lǐng)域。由于本發(fā)明的功率放大器采用瞬時(shí)輸出電壓的范圍由對(duì)應(yīng)的晶體管分段工作的設(shè)計(jì),僅以一組低壓電源直接向功率放大器供電,即可實(shí)現(xiàn)高效率輸出。本發(fā)明不僅降低了生產(chǎn)成本,而容易實(shí)現(xiàn)大功率輸出并功放效率優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的功率放大器30%以上。
文檔編號(hào)H03F1/02GK1371168SQ0110533
公開日2002年9月25日 申請(qǐng)日期2001年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月14日
發(fā)明者徐耀忠 申請(qǐng)人:徐耀忠