【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 件 . EDA 軟件繪制電路原理圖 ,標(biāo)出所有的元器件的參數(shù)值 . :BOM. 設(shè)計(jì)方案論證 功率放大器的作用是給某些電子設(shè)備中換能器提供一定的輸出功率，如：收 音機(jī)中的揚(yáng)聲器、繼電器中的電感線(xiàn)圈等。當(dāng)負(fù)載一定時(shí)，希望輸出的功率盡可能大，輸出信號(hào)的非線(xiàn)性矢量盡 可能小，效量盡可能高。 功率放大器作為放大電路的輸出級(jí) , 具有以下幾個(gè)特點(diǎn) : (1) 由于功率放大器的主要任務(wù)是向負(fù)載提供一定的功率 , 因而輸出電壓和電流的幅度足夠大 。 (2) 由于輸出信號(hào)幅度較大 , 使三極管工作在飽和區(qū)與截止區(qū)的邊沿 , 因此輸出信號(hào)存在一定程度的失真 。 (3) 功率放大器在輸出功率的同時(shí) , 三極管消耗的能量亦較大 , 因此 , 不可忽視管耗問(wèn)題。 功率放大器的電路形式從工作方式分為甲類(lèi)、乙類(lèi)、甲乙類(lèi)、丙類(lèi)、丁類(lèi)等。 。 （ 1）甲類(lèi)放大器的工作點(diǎn)設(shè)置在放大區(qū)的中間 , 這種電路的優(yōu)點(diǎn)是在輸入信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)三極管都處于導(dǎo)通狀態(tài) , 輸出信號(hào)失真較?。ㄇ懊嬗懻摰碾妷悍糯笃鞫脊ぷ髟谶@種狀態(tài)） , 缺點(diǎn)是三極管有較大的靜態(tài)電流 ICQ , 這時(shí)管耗 PC大 , 電路能量轉(zhuǎn)換效率低。 （ 2）乙類(lèi)放大器的工作點(diǎn)設(shè)置在截止區(qū) , 這時(shí) , 由于三極管的靜態(tài)電流 ICQ =0, 所以能量轉(zhuǎn)換效率高 , 它的缺點(diǎn)是只能對(duì)半個(gè)周期的輸入信號(hào)進(jìn)行放大 , 非線(xiàn)性失真大。 （ 3） 甲乙類(lèi)放大電路的工作點(diǎn)設(shè)在放大區(qū)但接近截止區(qū) , 即三極管處于微導(dǎo) 通狀態(tài) , 這樣可以有效克服乙類(lèi)放大電路的失真問(wèn)題 , 且能量轉(zhuǎn)換效率也較高 , 目前使用較廣泛。 （ 4） 甲 類(lèi)、 乙 類(lèi)和 甲乙 類(lèi)放大器是模擬放大器， 丙 類(lèi)放大器是數(shù)字放大器。 乙 類(lèi)和 甲乙 類(lèi)推挽放大器比 甲 類(lèi)放大器效率高、失真較小，功放晶體管功耗較小，散熱好，但乙 類(lèi)放大器在晶體管導(dǎo)通與截止?fàn)顟B(tài)的轉(zhuǎn)換過(guò)程中會(huì)因其開(kāi)關(guān)特性不佳或因電路參數(shù)選擇不當(dāng)而產(chǎn)生交替失真。而 丙 類(lèi)放大器具有效率高低失真，頻率響應(yīng)曲線(xiàn)好。外圍元器件少優(yōu)點(diǎn)。 甲乙 類(lèi)放大器和 丙 類(lèi)放大器是目前音頻功率放大器的基本電路形式。 其特點(diǎn)是： a. 具有很高的效率，通常能夠達(dá) 到 85%以上。 b. 體積小，可以比模擬的放大電路節(jié)省很大的空間。 c. 無(wú)裂噪聲接通 功率放大 器 設(shè)計(jì)內(nèi)容 1．根據(jù)具體電路圖計(jì)算電路參數(shù) 2．選取元件、識(shí)別和測(cè)試。包括各類(lèi)電阻、電容、變壓器的數(shù)值、質(zhì)量、電器性能的準(zhǔn)確判斷、解決大功率放大器散熱的問(wèn)題。 3．了解有關(guān)集成電路特點(diǎn)和性能資料情況 4．根據(jù)實(shí)際機(jī)殼大小設(shè)計(jì) 1： 1 印刷板布線(xiàn)圖 5．制作印刷線(xiàn)路板 6．電路板焊接、調(diào)試（調(diào)試步驟可以參考《模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)》有關(guān)放大器測(cè)試過(guò)程 7．實(shí)訓(xùn)期間必須遵守實(shí)訓(xùn)紀(jì)律、聽(tīng) 從老師安排和注意用電安全。 功率放大 器 測(cè)試內(nèi)容 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 8 頁(yè) 共 20 頁(yè) 注意：將輸入電位器調(diào)到最大輸入的情況。 1．測(cè)量輸出電壓放大倍數(shù) Au 測(cè)試條件：直流電源電壓 14v，輸入信號(hào) 1KHｚ 70 mv（振幅值 100mv），輸出負(fù)載電阻分別為 4Ω 和 8Ω 。 2．測(cè)量允許的最大輸入信號(hào)（ 1KHｚ）和最大不失真輸出功率 測(cè)試條件： ① 直流電源電壓 14v，負(fù)載電阻分別為 4Ω 和 8Ω 。 ② 直流電源電壓 10v，負(fù)載電阻為 8Ω 。 3．測(cè)量上、下限截止頻率 fH和 fL 測(cè)試條件：直流電源電壓 14v，輸入信號(hào) 70mv（振 幅值 100mv），改變輸入信號(hào)頻率、負(fù)載電阻為 8Ω 。 第 3 章 TDA2030 的主要參數(shù) 集成功率放大器介紹 集成功率放大器具有輸出功率大、 外圍連接元件少、 使用方便等優(yōu)點(diǎn) , 目前使用越來(lái)越廣泛。 它的品種很多 , 本節(jié)主要以 TDA2030A音頻功率放大器為例加以介紹 , 希望讀者在使用時(shí)能舉一反三 , 靈活應(yīng)用其它功率放大器件。 TDA2030A 簡(jiǎn)介 TDA2030A是目前使用較為廣泛的一種集成功率放大器 , 與其它功放相比 , 它的引腳和外部元件都較少。 TDA2030A是 SGS公 司生產(chǎn)的單聲道功放 IC，該 IC 體積小巧，輸出功率大， 靜態(tài)電流小（ 50mA以下）；動(dòng)態(tài)電流大（能承受 ）；負(fù)載能力強(qiáng)，既可帶動(dòng) 416Ω 的揚(yáng)聲器，某些場(chǎng)合又可帶動(dòng) 2Ω 甚至 ；音色中規(guī)中舉，無(wú)明顯個(gè)性，特別適合制作輸出功率中等的高保真功放。 TDA 2030 是一塊性能十分優(yōu)良的功率放大集成電路，其主要特點(diǎn)是上升速率高、瞬態(tài)互調(diào)失真小，在目前流行的數(shù)十種功率放大集成電路中，規(guī)定瞬態(tài)互調(diào)失真指標(biāo)的僅有包括 TDA 2030 在內(nèi)的幾種。我們知道，瞬態(tài)互調(diào)失真是決定放大器品質(zhì)的重要因 素，該集成功放的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn) . TDA2030 集成電路的另一特點(diǎn)是輸出功率大，而保護(hù)性能以較完善。根據(jù)掌握的資料，在各國(guó)生產(chǎn)的單片集成電路中，輸出功率最大的不過(guò) 20W，而 TDA 2030 的輸出功率卻能達(dá) 18W，若使用兩塊電路組成 BTL 電路，輸出功率可增至35W。另一方面，大功率集成塊由于所用電源電壓高、輸出電流大，在使用中稍有不慎往往致使損壞。然而在 TDA 2030 集成電路中，設(shè)計(jì)了較為完善的保護(hù)電路，一旦輸出電流過(guò)大或管殼過(guò)熱，集成塊能自動(dòng)地減流或截止，使自己得到保護(hù)（當(dāng)然這保護(hù)是有條件的，我們決不能因 為有保護(hù)功能而不適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行使用）。 TDA2030 集成電路的另一特點(diǎn)是輸出功率大，而保護(hù)性能以較完善。根據(jù)掌握的資料，在各國(guó)生產(chǎn)的單片集成電路中，輸出功率最大的不過(guò) 20W，而 TDA 2030 的輸出功率卻能達(dá) 18W，若使用兩塊電路組成 BTL 電路，輸出功率可增至35W。另一方面，大功率集成塊由于所用電源電壓高、輸出電流大，在使用中稍有不慎往往致使損壞。然而在 TDA 2030 集成電路中，設(shè)計(jì)了較為完善的保護(hù)電路，一旦輸出電流過(guò)大或管殼過(guò)熱，集成塊能自動(dòng)地減流或截止，使自己得到保護(hù)（當(dāng)然這保護(hù)是有條件的， 我們決不能因?yàn)橛斜Ｗo(hù)功能而不適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行使用）。 TDA2030 集成電路的第三個(gè)特點(diǎn)是外圍電路簡(jiǎn)單，使用方便。在現(xiàn)有的各種功率集成電路中，它的管腳屬于最少的一類(lèi)，總共才 5 端，外型如同塑封大功率管，這就給使用帶來(lái)不少方便。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 9 頁(yè) 共 20 頁(yè) TDA2030 在電源電壓 177。14V ，負(fù)載電阻為 4Ω 時(shí)輸出 14 瓦功率（失真度≤0 ． 5％）；在電源電壓 177。16V ，負(fù)載電阻為 4Ω 時(shí)輸出 18 瓦功率（失真度≤0 ． 5％）。該電路由于價(jià)廉質(zhì)優(yōu)，使用方便，并正在越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于各種款式收錄機(jī)和高保真立體聲設(shè)備中。 TDA 2030 只有五只引腳，正電源、 負(fù)電源、正向輸入、反向輸入和輸出。TDA 2030 的散熱片是和負(fù)極連通的，用雙電源供電時(shí)，散熱片千萬(wàn)不要和地線(xiàn)短路。 TDA 2030 引腳 排列及功能圖如圖 所示 散熱片是和負(fù)極連通的，用雙電源供電時(shí)，散熱片千萬(wàn)不要和地線(xiàn)短路。 用雙電源供電可以更加充分的發(fā)揮 TDA2030 的效能，雙電源供電時(shí)，交流聲紋波正負(fù)互相抵消，即使只用 220UF 的濾波電容也很難聽(tīng)到交流聲，為了改善低音效果，濾波電容不能小于 1000UF，選用 2200UF 比較合適。如果還要選取更大的濾波電容則沒(méi)有意義 ，相反，會(huì)使開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)、短路沖擊電流更大，容易損壞元件。 TDA2030 極限參數(shù) 表 TDA2030極限參數(shù) 參數(shù)名稱(chēng) 極限值 單位 電源電壓 (Vs 177。 18 V 差分輸入電壓 (Vdi) 177。 15 V 峰值輸出電流 (Io) A 耗散功率 (Ptot)(Vdi 20 V 工作結(jié)溫 (Tj) 40+150℃ 存儲(chǔ)結(jié)溫 (Tstg) 40+150 ℃ 注意事項(xiàng)： TDA2030 具有負(fù)載泄放電壓反沖保護(hù)電路，如果電源電壓峰值電壓 40V 的話(huà)，那么在 5 腳與電源之間必須插入 LC濾 波器，以保證 5腳上的脈沖串維持在規(guī)定的幅度內(nèi)。 熱保護(hù)：限熱保護(hù)有以下優(yōu)點(diǎn)，能夠容易承受輸出的過(guò)載（甚至是長(zhǎng)時(shí)間的），或者環(huán)境溫度超過(guò)時(shí)均起保護(hù)作用。 與普通電路相比較，散熱片可以有更小的安全系數(shù)。萬(wàn)一結(jié)溫超過(guò)時(shí)，也不會(huì)對(duì)器件有所損害，如果發(fā)生這種情況， Po=（當(dāng)然還有 Ptot）和 Io 就被減少。 印刷電路板設(shè)計(jì)時(shí)必須較好的考慮地線(xiàn)與輸出的去耦，因?yàn)檫@些線(xiàn)路有大的電流通過(guò)。 裝配時(shí)散熱片與之間不需要絕緣，引線(xiàn)長(zhǎng)度應(yīng)盡可能短，焊接溫度不得超過(guò) 260℃ ， 12 秒。 雖然 TDA2030 所需 的元件很少，但所選的元件必須是品質(zhì)有保障的元件。 1 2 3 4 5T D A 20 3 0A畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 10 頁(yè) 共 20 頁(yè) 圖 TDA2030引腳排列及功能 TDA 2030 只有五只引腳，正電源、負(fù)電源、正向輸入、反向輸入和輸出。TDA 2030 的散熱片是和負(fù)極連通的，用雙電源供電時(shí)，散熱片千萬(wàn)不要和地線(xiàn)短路。 TDA2030 主要技術(shù)指標(biāo)、參數(shù)見(jiàn)下表。 參數(shù)名稱(chēng) 符號(hào)