150瓦电源放大器电路

功率放大器电路是具有最小输出阻抗的电路，用于驱动扬声器等负载，在低阻抗下需要高功率。在这里，我们使用推拉类AB配置设计了功率放大器电路，以得出150W的功率，以驱动8欧姆的负载（扬声器）。

电源放大器电路背后的原理：

该电路背后的基本原理是双极连接晶体管偏置的不同方式。来自麦克风的电信号输出非常低。使用BJT的CE配置，该低压信号被放大至可持续水平，在A类模式下偏差。在此模式下，输出是倒的放大信号。该信号是低功率信号。在类AB配置中排列的两个Darlington Power晶体管扩大了此信号的功率水平。在A类模式中配置的晶体管用于驱动此晶体管。

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电源放大器电路背后的理论：

该电路的两个重要方面是AB类放大器和A类电压放大器。在类AB模式下偏置的晶体管仅对输入信号的一半产生扩增的输出信号。因此，AB放大器由两个匹配的晶体管组成，使一个晶体管的输入信号的一半和下半部分。一个实用的AB放大器由二极管组成，以向两个晶体管提供偏置，以消除扭曲的交叉。该放大器是由在通用发射极配置中排列的晶体管驱动的。

在A类模式中偏置的晶体管会产生输入信号的倒置版本。但是效率很低，输出阻抗也是如此。

150W功率放大器电路的电路图：

功率放大器电路设计：

班级AB放大器阶段的设计：

1. 选择晶体管：这里所需的输出功率为150W。考虑到晶体管的功率耗散，我们认为所需的功率约为200W。在这里，我们选择+/- 50V双电源，即VCC = 50V，负载为8HM。为了提高电路效率，我们选择达灵顿对晶体管 - TIP142（NPN）和TIP147（PNP）。
2. 偏置电阻的选择：偏置电阻的电压应比VCC少约1.4V。同样，由于平均收集器电流很大，因此偏置电流很小。因此，使用了较大的价值电阻。在这里，我们使用3K的电阻器。
3. 选择二极管： -这两个二极管用于向功率晶体管提供适当的偏置，以消除交叉过度的失真。应选择二极管，以使其热特性与晶体管相似。在这里，我们使用二极管1N4007。
4. 输出电阻的选择： - 使用两个沼泽电阻来最大程度地减少两个匹配晶体管的特性之间的任何差异并提供热补偿。这些电阻应具有低价值，在这里我们选择0.33OHM。
5. 自举电阻和电容器的选择： -进行引导是为了增加达灵顿晶体管的输入阻抗。在这里，我们选择了10UF的电解质电容器，以使其电抗较小，最小为20Hz。电阻的值应该很大，以提供高输入阻抗。在这里，我们选择一个3K的电阻。

驾驶员舞台的设计：

1. 晶体管的选择：在这里，我们选择一个功率晶体管TIP41来提供高功率，高增益输出。
2. 选择发射极性：驱动晶体管的发射器电压是VCC和VBE的一半之间的差。由于VCC为50V，VBE为0.7V，因此我们的发射电压为24.3V。由于发射极电流与晶体管的静态收集器电流相同，因此我们将电阻器的值作为50OH。但是，在这里，我们选择一个40OHMS电阻。
3. 耦合电容器的选择：耦合电容器用于从前一个放大器的输出阶段提供AC信号到驱动器阶段的输入。在这里，我们选择一个10UF电解质电容器。

音频前置放大器阶段的设计：

1. 选择晶体管：由于这里的VCC约为50V，因此我们选择一个具有最大开源收集器的晶体管来发射器电压大于VCC。为此，NPN晶体管BC546适合我们的要求。
2. 选择负载电阻R3：从BC546数据表中看到的静态收集器电流约为2mA。选择负载电阻的值使得当2mA的电流通过它时，其上的电压为VCC的一半。这使负载电阻为12.5K。在这里，我们选择一个10K电阻。
3. 选择偏置电阻R1和R2：假定偏置电流是基本电流的10倍。由于BC546的小信号增益约为125，因此碱电流约为0.016mA，偏置电流为0.16mA。同样，基本电压远远超过0.7V的发射电压。假设发射器电压为VCC的12％，即6V。

这给了，
r1 =（vcc-vb）/ie = 24.5k。在这里，我们选择一个25K电阻器
r2 = vb/ie = 3.35k。在这里，我们选择一个3K电阻。

4. 反馈电阻的选择，R5：在这里，我们假设所需的增益为AV = 50。由于负载电阻约为10K，因此反馈电阻的值计算为200 ohms。
5. 发射器电阻的选择，R4：总发射器电阻值由VE/IE（即3K）给出。但是，由于该电阻与反馈电阻共享，因此发射器电阻约为3K-200 = 2.8K。在这里，我们选择一个2K电阻。
6. 发射电容器的选择：该电容器的值应该使电抗小于总发射极电阻。在这里，我们选择一个0.01UF电解质电容器。
7. 耦合电容器的选择：耦合电容器是10UF的电解电容器。

零件	价值
R1	25k
R2	3k
R3	10k
R4	2k
R5	200欧姆
R6	3k
R7	3k
R8	40ohms
R9，R10	0.33ohms
C1，C2，C3	10UF，电解质
C4	0.01UF，电解质
Q1	TIP141，NPN
Q2	TIP147，PNP
Q3	TIP41
Q4	BC546
VCC	+/- 50V

测试功率放大器电路：

一旦设计并绘制了多功能电路，就可以通过将交流信号电压源连接到前置放大器阶段的耦合电容器来给出输入。输入设置为4VPP，1KHz。输出是通过连接瓦特表的确定的，使电压端子在8OHM的负载电阻上连接，并且当前端子在输出端子和负载电阻之间连接。在这里，我们观察到最大输出功率约为200W。

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功率放大器电路的应用：

1. 该电路可用于在音频放大中驱动低输入阻抗的扬声器。
2. 我们还可以使用该电路来驱动高功率天线以进行远距离传输。

限制：

1. 该电路是理论上的，输出包含失真。
2. BJT等线性设备的使用会导致更多的功率耗散，从而降低了系统的效率。