什么是功率放大电路？如何应用及分类？

功率放大电路是一种以输出较大功率为目的的放大电路。它一般直接驱动负载，带载能力要强。功率放大电路通常作为多级放大电路的输出级。

在很多电子设备中，要求放大电路的输出级能够带动某种负载，例如驱动仪表，使指针偏转;驱动扬声器，使之发声;或驱动自动控制系统中的执行机构等。总之，要求放大电路有足够大的输出功率。这样的放大电路统称为功率放大电路。

性能指标

最大输出功率

输出功率：功率放大电路提供给负载的信号功率称为输出功率。

计算方法：输入为正弦波且输出基本不失真条件下，输出功率是交流功率Po=IoUo，Io和Uo均为交流有效值。

最大输出功率：是在电路参数确定的情况下负载上可能获得的最大交流功率。

转换效率η

转换效率：功率放大电路的最大输出功率和电源所提供的功率之比称为转换效率。

电源直流功率：其值等于电源输出电流平均值及其电压之积。

晶体管的极限参数：晶体管集电极最大电流ICM，最大管压降U(BR)CEO，最大耗散功率PCM。

在选择功率放管时，要特别注意极限参数的选择，以保证管子安全工作。

输出功率大要求输出功率尽可能大为了获得大的功率输出，要求功放管的电压和电流都有足够大的输出幅度，因此管子往往在接近极限运用状态下工作。

效率要高效率要高由于输出功率大，因此直流电源消耗的功率也大，这就存在一个效率问题。所谓效率就是负载得到的有用信号功率和电源供给的直流功率的比值。这个比值越大，意味着效率越高。

非线性失真要小非线性失真要求功率放大电路是在大信号下工作，所以不可避免地会产生非线性失真，而且同一功放管输出功率越大，非线性失真往往越严重，这就使输出功率和非线性失真成为一对主要矛盾。但是，在不同场合下，对非线性失真的要求不同，例如，在测量系统和电声设备中，这个问题显得重要，而在工业控制系统等场合中，则以输出功率为主要目的，对非线性失真的要求就降为次要问题了。

散热少BJT的散热问题在功率放大电路中，有相当大的功率消耗在管子的集电结上，使结温和管壳温度升高。为了充分利用允许的管耗而使管子输出足够大的功率，放大器件的散热就成为一个重要问题。

参数选择在功率放大电路中，为了输出较大的信号功率，管子承受的电压要高，通过的电流要大，功率管损坏的可能性也就比较大，所以功率管的参数选择与保护问题也不容忽视。

分析任务功率放大电路的分析任务是：最大输出功率、最高效率及功率三极管的安全工作参数。在分析方法上，由于管子处于大信号下工作，故通常采用图解法。

功率放大器的分类

甲类工作状态：整个工作周期内晶体管的集电极电流始终是流通的，放大器的效率最低，带来的是非线性失真度比较小。一般用于对失真比较敏感的场合，比如HI-FI音响。

乙类工作状态：半个周期工作另半个周期截止，乙类工作状态也称为B类工作状态。两只互补的晶体管推挽工作，效率比甲类功放高，但存在交越失真的问题，一般功率放大器采用这种形式。

甲乙类工作状态：它是介于甲类和乙类之间的工作状态，即晶体管工作周期大于一半，这种功放的特性介于甲类和乙类。

丙类工作状态：这种状态下，晶体管工作的时间小于半个周期，丙类工作状态又称为C类工作状态，丙类功放一般用于高频的谐振功放。

丁类工作状态：把声音信号调制为PWM形式，晶体管工作在开关状态，输出端通过LC滤波器恢复信号波形。效率高，高频特性差，用于小型化电池供电以及要求高效率的场合。

根据工作状态的不同，功率放大器分类如下：

传统线性功率放大器的工作频率很高，但相对频带较窄，射频功率放大器一般都采用选频网络作为负载回路。射频功率放大器可以按照电流导通角的不同，分为甲 (A)、乙(B)、丙(C)三类工作状态。甲类放大器电流的导通角为360°，适用于小信号低功率放大，乙类放大器电流的导通角等于180°，丙类放大器电流的导通角则小于180°。

乙类和丙类都适用于大功率工作状态，丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高的。射频功率放大器大多工作于丙类，但丙类放大器的电流波形失真太大，只能用于采用调谐回路作为负载谐振功率放大。由于调谐回路具有滤波能力，回路电流与电压仍然接近于正弦波形，失真很小。