[發明專利]一種高效率聲頻功率放大器

無效

• 申請號: 90102893.2
• 申請日: 1990-07-05
• 公開（公告）號: CN1020227C
• 公開（公告）日: 1993-03-31
• 發明（設計）人: 徐耀忠
• 申請（專利權）人: 徐耀忠
• 主分類號: H03F3/21
• 分類號: H03F3/21
• 代理公司: 上海航天局專利事務所
• 代理人: 陳平,金家山

本發明涉及廣播通信技術，特別涉及廣播通信用聲頻功率放大器。

聲頻功率放大器主要包括訊號輸入輸出，電源和功率放大電路。現有的聲頻功率放大器所加的電源電壓都是恒定的，由于輸出訊號的幅值是變化的，故放大管瞬時的管壓降也是變化的，當小訊號輸出時，Ce電壓相當大（Ce為集電極發射極電壓）。既使是大功率輸出，Ce電壓也是大小在變化的。因此晶體管線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時，當輸出功率為最大功率的0.406時，晶體管損耗也有極大值0.406。因此，現有的聲頻功率放大器的主要技術問題是要減小晶體管的管功耗，而減小晶體管的功耗必須減小晶體管的壓降，以此來提高聲頻功率放大器的效率。這一思想已被許多有識之士所接受，但時至今日還未找到一種較佳的技術方案。

本發明的目的就是提供一種高效率聲頻功率放大器的技術方案，把常規技術取樣于輸出峰值，改進為取樣于功率管管壓降。實現減小晶體管的壓降，提高晶體管的輸出功率。

本發明是這樣實現的，一種高效率聲頻功率放大器，包括訊號輸入輸出，電源，熱補償偏置電路，偏壓補償電路，輸出電壓取樣電路。特征在于功放管管壓取樣和管壓補償電路，取自功放管本身的管壓降，從而顯著提高聲頻功放管的效率。

本發明的實現，把正弦波乙類放大器效率從78%提高到88%，當放大器工作在小幅值時比現有放大器節電40%，在用于聲頻擴聲時也能節電25%-30%，本發明還能有效地減小功放管的發熱。提高可靠性，降低制造成本。

附圖1是本發明方框圖。

附圖2是本發明電路圖。

附圖3是本發明放大、管壓取樣和管壓補償電路圖。

附圖4是本發明電感電容組合電源電路圖。

附圖5是本發明熱補償偏置電路及偏壓補償電路圖。

以下參照附圖進一步敘述本發明技術，參照附圖1和2，一種高效率聲頻功率放大器。包括訊號輸入輸出，電源，熱補償偏置電路，偏壓補償電路和輸出電壓取樣電路，其特征在于功放管管壓取樣和管壓補償電路取自功放管本身的管壓降，從而顯著提高聲頻功放管的效率。電源電路是一電感電容組成組合電源電路。參照附圖3放大、管壓取樣和管壓補償電路由BG1至BG6，C1至C3，D1至D4，R1至R13，L1，L2組成，當放大器工作在小幅值時，功率放大管只加低電壓，當輸入訊號增大后，放大管BG1，BG2進一步導通，Ce電壓進一步減小，放大管集電極-發射極電壓降到某一設定值時，電壓取樣管BG3，BG4開始導通，BG3，BG4組成或門電路。使補償電路對輸出電路正負波形都起作用，導至電壓補償管BG6導通，從而補償放大管BG1，BG2的Ce電壓跌落，不致使其飽和，放大器的線性工作狀態由電壓補償管BG6但任。電壓補償管BG6可以用PWM開關電源方式。當輸入訊號進一步增大后，補償管BG6開始飽和。放大管BG1、BG2也開始飽和，放大器滿幅輸出，提高了放大器工作效率。參照附圖4電感電容組合電源包括D5至D10、C4，C5和L3組成，D5，D6、D9、D10、L3和C4組成電感輸入式電源電路，輸出電壓V1，V1的值在0、9VO附近，D5，D6，D7，D8，C4，C5組成電容輸入式電源電路，輸出電壓V2，V2的值在1.4VO附近。V1、V2組成二檔電源電壓。根據放大器工作的具體情況，最大輸出的出現時間只有總時間的幾分之一。即放大器一般均工作在中小功率狀態，因此對電源來說都由電感輸入式電路完成。本發明的電路，因為電感輸入式整流二極管的通導角比電容輸入式電路大，故流經變壓器（電源）及整流管的峰值電流大大減小，提高了整流濾波效率，本發明巧妙地利用了電感電容輸入式電路輸入電壓與輸出電壓的關系，并且低成本制成二檔高效率電源。這樣用管壓取樣補償電路保證放大器始終工作在線性放大狀態，同時又減小管壓降，進而能減小功放管發熱，提高了整機效率。參照附圖5熱補償偏置及偏壓補償電路由D11，C6，R14，R15，R16，n，BG7，D12組成。用二極管D調壓做功率放大管恒壓偏置與溫度補償，增設大容量電解電容做偏置直流平滑與交流通路，R14只提供大功率三極管的靜態電流，使其不出現交叉失真，增加R15，D11，D12及n，當放大器負荷正常時，放大器輸入電壓越大輸出功率也越大，R15整流限流供三極管偏置。偏壓補償還能提高放大器可靠性，當放大器超負荷或短路時，由于輸出變壓器呈短路狀態，n輸出相應減小，動態偏置作用減小，從而限制了大功率三極管工作電流增長，保護三極管不至過載損壞，從三極管工作電流看，放大器輸出短路后，工作電流不是增加反而減小，故其作用類似于其他減流保護電路，本電路不會出現附加失真，且減流保護更有效。由于n產生的是低電壓，功耗相當小。此外，偏壓補償電路還具有輸出防倒灌性能。用本發明技術可以制造大于250瓦的擴音設備。