通用集成功率放大器电路

电子工程师小李 发表于 2019-10-31 14:48:15 收藏 已收藏
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通用集成功率放大器电路

电子工程师小李 发表于 2019-10-31 14:48:15

  20世纪80年代,车载音响和盒式录音机的普及使电池供电的音频功率放大器得到了飞速发展,从简化电路和减轻设计工程师的设计压力的角度考虑,集成音频功率放大器成为了不错的选择。

  最简单的集成功率放大器是TDA2002,后来发展出来的仅有5个引脚,这种集成功率放大器外电路极其简单,只要电路板图设计正确,几乎不用调节。不仅如此,集成音频功率放大器的适应电源电压范围也很宽,这是分立元件的功率放大器所不能比的。

  最原始的2002集成功率放大器之一是日本的NEC的μPC2002,但是时至今日,仍找不到μPC2002内部电路,这是日本半导体器件制造商技术数据的一大特点。相比之下,欧美的半导体器件在公开的信息渠道可以找到非常详细的数据和内部原理图。

  与集成稳压器类似,各公司生产的2002、2003系列集成功率放大器在推荐的典型应用电路和大多数正常应用状态下是可以直接互换的。TDA2002是典型基极输入的差分放大器的输入级,构成了现代集成功率放大器内部电路结构的基本框架。美国仙童半导体公司的TDA2002的内部电路如图10-26所示。

  

  TDA2002的内部电路相对复杂,相比之下,ST的TDA2003则简单得多。ST的TDA2003的典型应用电路如图10-27所示。

  TDA2003的封装外形与引脚功能如图10-28所示。TDA2003采用TO-220-5引脚封装形式,为了解决引脚之间间距小的问题,TDA2003将1、3、5引脚弯曲,使其不与2、4引脚在同一直线,加大了邻近引脚的间距。这种TO-220-5引脚封装形式和各引脚功能成为了后来很多中等功率输出的集成功率放大器的“标准”封装形式,使得很多不同公司、不同型号的集成功率放大器实现封装、对应的引脚功能相同(pin-to-pin),可以直接互换。

  

  

  1—同相输入端;2—反相输入端;3—GND;4—输出端;5—+V CC

  从图10-27可以看出,TDA2003的输入级电路不是差分放大器,而是同相输入端与反相输入端共用同一晶体管VT 4 ,同相输入端接晶体管基极,反相输入端接晶体管发射极。即同相输入的输入级为共发射极放大器,反相输入端的输入级为共基极放大器。两个放大器的增益相同,相位相反,形成共发射极-共基极差分放大器电路。由于两个放大器的输入方式不同,需要低阻抗输入。因此,在TDA2003应用电路中的反相端的接地电阻的阻值仅为2.2Ω( R 2 ),其反馈隔直电容的容量需要470μF( C 2 ),高于共发射极差分放大器输入级的22μF,如图10-29所示。

  

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