频宽为DC~100kHz的100W放大器电路

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这是一款理想的甲乙类功率放大器,具有完善的过流保护和精确的增益,其功率达到100W,频宽从DC~100kHz。附图是其完整电路。
        输出级采用功率MOSFET管,由满摆输出(rail-mil)高速运放驱动:两者构成跨导放大器,其输出电流与输入电压成正比;电路高端和低端相对于正负电源作对称连接。
        为了工作在甲乙类,驱动信号是在高位与低位间对称的非线性电流。
        为了改善输出特性,设置了反馈电路和PI(比例/积分)控制电路;利用PI电路的积分器,把因为负荷变化和内部参数变化引起的增益误差及DC偏移控制在最小状态。整个电路构成从直流信号起放大100倍的反相放大器。
        可获得从±2V~    ±200V的输出  : 
      在200Ω负荷输出400Vp-p,可获得从lkHz~100kHz的平直特性,而高次谐波仅为0.05%。
        在由高速运放和MOSFET构成的跨导放大器中,用R19把Tr7漏极电流变换为电压信号反馈到IC4的反相输入端:该运放的正、反相输入端被分别接到正电源端。
        D6、D17构成从Tr7漏极到Tr3集电极的反馈环路。以防止在输入信号过大时Tr7饱和;C6为相位补偿电容。
        高电压输出的放大器,必须对其输出端短路进行保护,以免损坏输出管。对于跨导放大器的输出级来说。可设置过电流保护。因为输出电流和输入电压成正比,只要限制输入电压就行了,这里对峰值和平均值的过电流分别进行保护。
        峰值保护:利用D12、D13、D1l、D16对IC3的输出钳位,以限制流过R22的电流。由于D11、D16的容性成分Ci与R32并连,会恶化IC3的频率特性,故加入了D12、D13来防止这种情况。图中的D6、D12、D13要选择Ci小的品种。
        平均值保护:利用R5(R1)、C1(C3)把流过Tr3(T16)的IE变换为电压。当这个电压值超过稳压二极管D1(D2)的稳压值时Tr9(TrlO)导通,以限制流过R22的电流。
        频率特性依靠反馈环来修正。由于负荷变化引起频率特性的变化,通过OUT→H→IC2→IC3→R22环路加以抑制。IC2、IC3的电路。其相位延迟在10MHz附近为“0”。增益曲线平坦。IC2、IC3分别选用增益带宽积达100MHz和290MHz的运放。
        为了提高负载调整率,保持输出电压稳定,在电路输入端加入了由ICl和C15构成的积分器。从输出级引入了反馈,积分常数(C15)与负载容量成正比,使整个电路在0.003μF~0.22μF容性负载时也非常稳定。频率特性的峰值保持在一3dB以内。

 

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