音音
发表于 2004-12-1 05:19:00
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BTL功率放大器,亦称桥式推挽电路,功率放大器的输出级与扬声器间采用电桥式的联接方式,主要解决OCL、OTL功放效率虽高,但电源利用率不高的问题。7 ]; D' J7 G* N2 P7 D5 X2 h v
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/ i( _5 i* H& H" N/ T4 b( e" @简介
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亦称桥式推挽电路,功率放大器的输出级与扬声器间采用电桥式的联接方式,主要解决OCL、OTL功放效率虽高,但电源利用率不高的问题。与OCL、OTL功放相比,在相同的工作电压和相同的负载条件下,BTL是它们输出功率的3至4倍.在单电源的情况下,BTL可以不用输出电容,电源的利用率为一般单端推挽电路的两倍,适用于电源电压低而需要获得较大输出功率的场合,在新型的集成功放电路中应用比较广泛。$ h0 x* p+ b/ E k" V1 F% K4 O6 t
6 P {: h2 Y. ?' C0 @简单的BTL放大器是两个极性相反的OTL放大器或无变压器的OCL放大器推动的。/ h S' \1 ?- S) M* F! y8 G: V
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BTL放大器详细写法是 Balanced Transformer Less,一说是Bridge Transformerless,此功率放大器没有变压器。
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- `% Q0 g$ X% y; k​工作原理
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大家知道OCL和OTL两种功放电路的效率很高,但是他们的缺点就是电源的利用率都不高,其主要原因是在输入正弦信号时,在每半个信号周期中,电路只有一个晶体管和一个电源在工作。为了提高电源的利用率,也就是在较低电源电压的作用下,使负载获得较大的输出功率,一般采用平衡式无输出变压器电路,又称为BTL电路。电路如图1所示。$ i, f4 X5 f. F/ E& ]* ], g) D7 d6 i! U
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7 P" M, B8 X9 p; o) \8 PBTL电路& f Y: S$ h' l# t
! x/ Z' W' j$ w ]# z ?$ A在输入信号 Ui正半周时,V1,V4导通,V2,V3截止,负载电流由VCC经V1,RL,V4流到虚地端。如图1中的实线所示。 在输入信号Ui负半周时,V1,V4载止,V2,V3导通,负载电流由VCC经V2,RL,V3流到虚地端。如图1中虚线所示。可见:
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+ O2 M% z/ ~# C/ m(1)该电路仍然为乙类推挽放大电路,利用对称互补的2个电路完成对输入信号的放大;其输出电压的幅值为:UOM≈VCC 最大输出功率为:Pom=0.5Uom(max)Iom(max)=0.5Vcc*Vcc/RL& M. ^* y0 x1 Y" J% @! s+ u
/ S9 f$ I1 X0 ~8 a( D! P* k1 i) [(2)同OTL电路相比,同样是单电源供电,在VCC,RL相同条件下,BTL电路输出功率为OTL电路输出功率的4倍,即BTL电路电源利用率高;2 S& L9 p. `, t1 b: m; n4 g0 R4 L
- l; `0 m$ E$ ~7 C$ ~9 S9 {(3)BTL电路的效率在理想情况下,仍近似为78.5%。
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7 [* B0 k) `3 o3 F8 E集成功率放大电路构成BTL电路的条件
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在实际工作中经常用到集成功率放大电路,两块对称集成功率放大电路也可构成BTL电路。用集成电路怎样才能构成BTL电路。上面已经介绍了分立元件的BTL电路,首先我们来分析分立元件BTL电路特点:
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(1)由电路结构中可见,BTL电路由2个互补对称电路构成,A1,A2电路的元件参完全相同;, k- g% P4 ]/ Z! k) Z
U# X' U4 O# o3 U0 Z: y( O(2)2个互补放大器输入端电压极性相反,其值大小相等,即为差模信号。
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(3)2个互补集成放大电路输出端电压的极性相反,值大小相等,即负载RL两端电压大小相等,极性相反。
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根据以上特点,可采用2种型号、参数完全相同的集成功率放大电路,且使2个放大输入信号极性相反,同时使负载两端(输出端)的电压极性相反,便可构成BTL电路,在实际中通常这种方法,容易使电路参数完全对称,一般采用双功率放大电路构成。其原理框图如图2所示,要求A1,A2输入信号大小相等,放大电路输入、输出回路完全相同,只有这样才能保证负载RL两端电压大小相等;另一方面要求A1,A2都不具有(或都有)倒相作用,保证负载两端电压极性相反。另一种方法就是将双端输入改为单端输入,输入、输出信号满足上述要求即可。& i7 |9 s( x. G- \- M S
2 ]- Q- g7 F) z! T2 f: R6 YBTL电路
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/ n/ ~0 K; @3 l: c |. B, v/ z集成功放构成BTL的方法
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BTL电路要求输入信号为正负信号(对地而言),如果前级电路是OCL电路,问题不大,直接把对地平衡的正负信号输入即可,如果前级是单端输出的信号(以地为信号另一端),则要采取一定方法才行。集成功率放大电路在BTL电路中可采用以下方法。, W, _- c* \( V0 P
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(1) 输入采用从双差分的两个集电极取得相反极性的信号,分别加入到两个功放的同相端,反相端接地,在两个功放的输出端得到相反的信号输出,推动喇叭。这适合于双端输入,不接地,有正负极性信号的情况。如下图所示的电路。3 B% i% M& c5 h, d5 v( w9 l
8 W1 z- O) Q" J; b3 G- l, \% J0 A(2)把一路输出信号衰减到足够小后再反馈到另一路功放的反相端,其同相端接地,这适合于单端输入的情况。如下面几个电路图所示。
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图中两个功放电路的电路结构相同,增益相同,电源供电和接地线没有画出。在两个功放的输出端得到相反的信号输出,推动喇叭。; y; {4 p7 ^( |2 T# m
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" r9 ?$ j7 {6 Q% eBTL电路* E- Z8 A- w+ ]- ]( x; Y9 n4 _7 c
: q' j1 L- n/ I8 N1 L2 {这是用TDA2030构成的BTL功放。 |
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