100W MOSFET功率放大器电路

使用MOSFET的功率放大器电路设计用于产生100W输出,以驱动约8欧姆的负载。这里设计的功率放大器电路具有更高效的优点,越来越少于失真和总谐波失真。

工作原理:

该电路采用多级功率放大原理,包括使用MOSFET的预放大器,驱动器和功率放大器组成的原理。使用差分放大器进行预放大,驱动器级是具有电流镜负载的差分放大器,并且使用MOSFET类AB操作完成功率放大。MOSFET在具有简单驱动电路的BJT上具有优于易于热稳定性并且具有高输入阻抗的优点。由两个级差分放大器电路组成的预放大器用于产生无噪声放大信号。预放大器的第一阶段由使用PNP晶体管的差分模式发射器耦合放大器组成。第二阶段由具有有源负载的差分放大器组成,以增加电压增益。无论输入信号电压的变化如何,电流镜电路实际上确保输出电流保持恒定。然后将该放大信号提供给推挽放大器级,其产生高功率输出信号。

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100W MOSFET功率放大器电路图:

100W MOSFET功率放大器电路图
100W MOSFET功率放大器电路图 -ElectronicsHub.org.

电路组件:
  • R1,R4:4K欧姆
  • R2:100欧姆
  • R3:50K欧姆
  • R5:1K欧姆
  • R6:50k欧姆
  • R7:10k欧姆
  • R8,R9:100欧姆
  • R10,R13:470欧姆
  • R11:100欧姆
  • R12:3K欧姆
  • R14,R15:0.33欧姆
  • C1:10UF.
  • C2,C3:18PF
  • C4:100nf.
  • Q1,Q2:BC556,PNP晶体管
  • Q3,Q4:MJE340,NPN晶体管
  • Q5,Q6:MJE350,PNP晶体管
  • Q7:N通道E-MOSFET,IRF530
  • Q8:P信道E-MOSFET,IRF9530
  • V1,V2:+/- 50 V.

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MOSFET功率放大器电路设计:

1英石阶段差分放大器设计:
  1. 选择发射极电阻:对于高效的差分放大器,R3 / R2给出的共模抑制比应更高。这要求R2的值远低于R3。在这里,我们选择100个OHM电位器作为R2和50K电阻作为R3。
  2. 选择电阻器:对于大约50和发射极电阻约100欧姆的差分增益,R1和R4的值计算为约4K。
  3. 耦合电容的选择:在这里,我们选择10UF的电容器,将AC输入信号耦合到Q1的输入。
2n阶段差分放大器设计:
  1. 选择R11:对于大约0.5A左右的总发射极电流,选择发射极性的值为约100欧姆。
  2. 选择R12:电位计R12的值由MOSFET的栅极阈值电压和流过Q4的集电极的静态电流决定,该电流约为50mA。这使R12约为3K。同样地,R7的值被认为是10k。
  3. 装载量:这里,差分放大器连接到有源负载,这是电流镜电路。在这里,我们选择PNP晶体管MJE350,每个发射极电阻器100欧姆。发射极电阻被选择为大约100mV的电压降,以确保晶体管的体面匹配。
功率放大器输出级设计:

在这里,我们选择N通道MOSFET IRF530和P沟道MOSFET IRF9530作为功率放大器。对于100W和8欧姆的负载的功率,所需的输出电压约为40V,输出电流约为5A。这使源电阻的值为约0.33欧姆,并且每个MOSFET汲取的电流约为1.6A(输出电压/(PI乘以负载电阻))。

100W MOSFET功率放大器电路操作:

PNP晶体管形成差分放大器电路,其中一个晶体管接收输入AC信号,另一个晶体管通过反馈接收输出信号。AC信号通过耦合电容器耦合到Q1的基极,反馈信号通过R5和R6馈送到Q2的基极。通过调节电位器来设定放大器的输出。来自第一级差分放大器的输出被馈送到第二级差分放大器的输入。当输入电压大于反馈电压(在第一差分放大器的情况下)时,向第二差分放大器的晶体管Q3和Q4的电压同时彼此不同。晶体管Q5和Q6形成电流镜电路。该电流镜电路确保了流到推动放大器电路的输出电流保持恒定。

这是实现的,因为当Q3的集电电流增加时,Q4的集电极电流降低以保持流过Q3和Q4的发射极端子的共同点的恒定电流。

此外,电流镜电路产生等于Q3的集电极电流的输出电流。电位器R12确保适当的直流偏置到每个MOSFET。由于两个MOSFET彼此互补,因此当正电压施加到Q7的栅极时,它传导。类似地,对于负阈值电压,Q8导通。栅极电阻用于防止MOSFET从振荡输出。

电路的输入由1kHz AC输入电压为4VP-P。连接示波器,使得通道A连接到输入,通道B连接到输出。通过将瓦特计连接到负载来观察负载的电力。

100W MOSFET功率放大器电路的应用:

  1. 它可用于驱动扬声器等音频负载,作为音频放大器。
  2. 它可用于驱动RF负载,如高功率天线。
  3. 它可用于实现分布式扬声器系统
  4. 该电路可用于电视,计算机,MP3播放器等电子设备。
该电路的局限性:
  1. MOSFET更容易发生静电放电。
  2. 除非使用安全保险丝,否则MOSFET可以从电源中汲取相当高的电流,这可能会损坏整个电路。
  3. 该电路容易出现高频振荡。
  4. 该电路是一个理论电路,用于教育目的。

10回复

  1. 好一个,
    请任何人帮助我向我展示100W所获得的,因为它将帮助我创造一个关于我选择的任何权力等级的设计

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