在音响领域，单端功率放大器声音醇厚甜美，但功耗大。单端功率拓展放大，其推动管的反相输出连接着未级上管的输入，下管给上管提供恒流，上管与下管连接成OCL输出电路。未级设小静态工作电流，用较高电源电压，小信号工作在单端功放。大信号上管完成整个正半周放大，负半周只完成部分放大即将进入截止区。在推动管同相输出与下管输入端，加入放大控制开关二极管。大信号使开关二极管提前导通，将信号传给下管接着放大未完成的负半周。适当增加下管的输出电压，给上管提供动态偏置电流，令上管工作在线性区，不存在交越失真。单端功率拓展放大与甲乙类功放工作方式相同，功耗也类同，并保持了单端功放工作在最佳线性的优点。
【技术实现步骤摘要】
：本专利技术属于hifi音响领域的音频功率放大器，涉及小功率单端放大拓展大功率放大输出的方法和电路。
技术介绍
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技术介绍
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1、甲类功放(功率放大器的简称，下同)的工作方式具有最佳的线性放大，以其醇厚甜美的声音为音响爱好者所推崇。晶体管甲类功放有两种：一种是只用一个放大器件(或多个并联成一组)就完成正负两个半周整个波形(正弦波)放大的单端功放。其静态工作点选择在能把信号正负两个半周完美地放大，始终工作于线性区。因此，波形几乎无失真。另一种是采用推换方式工作的甲类功放，由于推挽工作方式是一种叠加方式，故客观地存在着一些失真。所以，单端功放比推挽甲类功放失真率更少，有终极高保真电路的美称。但单端功放的效率比推挽甲类功放低，效率只有25％之内。功耗大造成放大器件的发热量大，对放大电路的热稳定要求高，散热器的体积大，电源容量大等成本高又让音响厂家望而却步。所以，当前各类功放多以甲乙类功放为主，甲乙类功放是小功率时工作于甲类，大功率时转为乙类推挽工作。乙类推挽工作时，总是由上、下管交替截止和导通，其交越失真难以避免。
技术实现思路
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技术实现思路
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1、本专利技术的目的是克服现有技术甲类功放尤其是单端功放功耗大效率低，甲乙类功放存在交越失真的问题。提供一种具有单端功放最佳线性放大，甲乙类功放功耗低的功放电路。为实现以上目的，本专利技术采取了以下技术方案的小功率单端放大拓展大功率放大输出的方法和电路：当输入信号在小范围时，电路工作在单端功放状态。当输入信号超出单端功放范围后，根据单端功放未级电路工作时电流与电源电压的关系，正半周最大输出电流其中：vdd是电源电压，vdss是管的饱和压降，rl是负载电阻。只要vdd满足im的条件，整个正半周得到完美地放大。而负半周只能完成部分放大输出。因功放管的电流是从静态工作点向电流小的方向变化，直到电流为零进入截止区，完成了单端放大负半周的最大电流输出。要在功放管未进入截止之前，就接着放大未完成的负半周，令交接点不存在交越失真。合并后的负半周与正半周的波形对称，就完成了拓展大功率放大输出。综上所述，本专利技术所述的方法是：未级电路设置小功率放大用的静态工作电流，而设大功率放大用较高的电源电压。小功率时电路工作在单端功放状态，超出单端功放后，电路转为拓展大功率放大输出状态。拓展大功率放大输出时，功放管始终保持导通并工作在最佳线性放大区，这点与单端功放是相同的。为此，本专利技术所述的电路包括：推动级和未级功放及同相放大控制开关二极管电路。以图1所示：推动管vt2的反相输出端连接着上管vt4的输入端，下管vt5是vt4的恒流源，vt4、vt5两管用相同极性的管连接成ocl输出电路，vt2、vt4的静态工作电流设置在单端工作状态。显然，这就是单端功放的推动和未级放大输出电路。vt2的同相输出端与vt5的输入端之间加入同相放大控制开关二极管电路，当输入信号在小范围时，信号由vt2同相输出端经适当提高增益的同相放大管vt3放大后，其输出电压如果小于开关二极管d1设置的偏压，d1不导通。信号只能从vt2的反相输出传输给vt4做单端功率放大，然后输出给负载rl。当输入信号大于单端功放范围后，vt4放大整个正半周，负半周放大了部分后在进入截止之前。由vt2同相输出端输出的信号经适当提高增益vt3放大后，其输出电压在原来的基础上增加了电压vg。输出电压超出d1设置的偏压，使d1在vt4未进入截止之前就提前导通，将信号传输给vt5，vt5从恒流转为放大，接着vt4放大未完成的负半周。vt5在原来的输入电压基础上增加了电压vg，经放大后输出给rl的电压vr也相应增加了电压vd。也就是说，输出给rl上的电压是负半周比正半周大vd，然而vt2反相输出传输给vt4输入端的正、负两个半周的电压是相等的。vt4是共漏组态电路，电压放大倍数约等于1。vt4输入的负半周比输出的负半周电压小vd，相当于vt2没有vd传输给vt4的输入端，即交流信号为零，只有直流电压加到vt4的g极。vt5的d极到s极的电压vds，电源电压vss，vr与vds是串联关系，所以vss＝vr+vds。可见，vr增加vd，vds就减小vd，等式才能成立。vt4的g极到s极的电压vgs与vds也是串联关系，同样道理，vds减少了vd，vgs就增加vd。vt4的vgs增加的vd经放大后，输出电压约等于vd，输出电流is是从rl上面流入，下面流出，输出电压的方向在rl是上为正，下为负。与同时从vt5输出的电流id是从rl下面流入，上面流出，输出电压方向在rl是上为负，下为正。两个电压vd相位相反相互抵消。所以，vt5输出增加vd经vt4放大后，输出相位相反的vd，结果vd被相互抵消了，这样就保证了输出给rl上的正半周与负半周波形的对称。但是，增加vg输入给vt5放大后，流入vt5的d极电流：id＝gm·vg(gm是管的跨导)，由于vt5和vt4输出给rl的电压相等。说明其输出电流也相等：is＝id，is就是增加vg或vd后给vt4设置的动态偏置电流，这个动态偏置电流使vt4始终工作在最佳线性放大区。通过适当增加下管的输出电压，给上管设置动态偏置电流，使其始终工作在最佳线性放大区，这是本专利技术的技术方案中，负半周交接点不存在交越失真关键的一点。电路工作在单端功放或转为拓展大功率输出的整个过程中，正半周没有交接点，只有负半周才有一个交接点。且交接点不存在交越失真，并且vt4始终工作在最佳线性放大区。vt5是从静态工作电流向电流变大的方向变化，在规定功率内不会进入饱和区，也是工作在最佳线性放大区。这就达到了具有单端功放工作在最佳线性放大的目的。小功率工作在单端功放，大功率工作在拓展大功率放大输出。这与甲乙类功放小功率工作在甲类，大功率工作在乙类工作方式是相同的。功耗与未级功放静态工作电流大小相关，静态工作电流越小，功耗就越低。所以，功耗与甲乙类功放的功耗类同，又达到了甲乙类功放功耗低的目的。
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【技术保护点】
1.电路包括推动级和用两个相同极性上、下管构成的未级功率放大电路及放大控制开关二极管电路，推动管的反相输出端连接着上管的输入端，推动管的同相输出端与下管输入端之间，连接着放大控制开关二极管电路，上管与下管连接成OCL输出电路。
2.据权利要求1所述电路采用的技术方案其特征是：当输入小信时，开关二极管不导通，信号从推动管的反相端输出，传输给上管做单端功率放大，当输入大信号时，开关二极管导通，将推动管同相输出信号传输给下管，上管放大整个正半周，负半周放大了一部分至截止之前，交给下管接着放大未完成的负半周，通过适当增加下管的输出电压，给上管提供动态偏置电流，使上管始终工作在最佳线性放大区，因此，不存在交越失真。
【技术特征摘要】
1.电路包括推动级和用两个相同极性上、下管构成的未级功率放大电路及放大控制开关二极管电路，推动管的反相输出端连接着上管的输入端，推动管的同相输出端与下管输入端之间，连接着放大控制开关二极管电路，上管与下管连接成ocl输出电路。
2.据权利要求1所述电路采用的技术方案其特征是：当输入小信时，开关二极管...
【专利技术属性】
技术研发人员：张仲生，
申请(专利权)人：张仲生，
类型：发明
国别省市：
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