甲类推挽式功放输出功率及损耗

　　甲类功放不存在交越失真，音频信号可以完整地传输。甲类功放是发烧友追求的目标。一部甲类功放，一其输出功率是多少？功率损耗是多少？这些都是甲类功放制作的前期理论计算。甲类功放多采用NPN与PNP配对的推挽式工作方式。

　　推挽式甲类功放电路，可以看成是由2个单管式甲类射极器组成。

　　正电源的NPN管与负电源的PNP管分别工作于甲类状态，对整个音频信号进行放大．输出到音箱。

　　推挽式甲类功放在进行组装调试前一定要知道，做多大的功率？需要多大静态电流？供应电流是多少？损耗是多少？这方面的资料难寻。有些生产厂家在甲类功放上标示的功率是不是真有这么大？购买者都想核实。如何达到以上目标呢？

　　这就需要对推挽式甲类功放进行理论分析。

　　下左图是甲类推挽式功放输出电路，这个输出电路可以分解成下右图。

　　从下右图可知，喇叭所获得的电流是由NPN和PNP三极管分别提供的。NPN功放管和PNP功放管输入的音频信号极性是相同的。

　　　甲类工作状态就是三极管在工作时任何时候都有电流。不论驱动近年来，许多人以低价销售安装中星6B的C波段接收装置．但一般未满两年这些锅体便因严重锈蚀而纷纷解体，以致无信号是正值还是负值，末级管都有电流流过。单管甲类工作集电极电流波形见下左图。以正弦波为例，静态电流为正弦波峰值即Io=lf，最大电流为2倍波峰值即Imax=21f=2I．这样的静态电流设置可保证整个信号周期内三极管都有电流流过。要求功放输出功率，必须求出输出电流有效值。电流有效值见下左图所示。

　　输出电流波形阴影部分面积之和等

　　管子甲类输出功率为P甲l=I二z（Z为输出阻抗）。NPN和PNP两个末级管总输出甲类功率为P甲2=2P甲1=21Z。一般音箱阻抗为Z=8n。公式简化为P甲2=2IoIoZ8=16IoIoz。

　　通过上式可知计算出某台甲类功放的输出功率。以《电子报》2009年第31期《纯甲类功放的魅力》文章为例，求该功放甲类输出功率是多少？该功放静态电流为1.6A，P甲2=16IoIoZ=16X1.62=40.96(W)。文章所说40W／8Ω甲类输出功率是可信的。

　　8Ω负载甲类输出功率与静态电流见下表。

　　以Io为变化量．P甲2的曲线见下左图，是一条抛物线。

　　甲类功放变压器配备：最大电流Imax=210，电源供给功率为P供=2Vlmax=4VIo，变压器容量S应大于P供，一般取S=1.2P供即可。还以上例计算，V=32V，10=1.6A，P供=4VI=4x32x1.6=204.8(W)oSl=1.2P供=1.2x204.8=245.76(W)．这是一个声道变压器容量。如果2个声道合用1个变压器，则变压器容量S2=2Sl=2x245.76=491.52W。文章配500w变压器是合理的。

　　甲类功放供电电压确定：供电电压与负载所要求功率有关。P=U2/2，U=根号PZ，音箱阻抗为8Ω，公式简化为V1=根号8P=2.83根号P。40W甲类功放当阻抗为8Ω时，两端电压为V2=2.83根号40=17.9(V)。最大电压按最大电流为2倍静态电流推算，应为17.9x2=36V。所以40W甲类输出电压最好是正负36V。用±32供电稍低，不同甲类功放输出功率与电压对应值见下表。这个电压为最佳值，太大损耗大，太小动态受影响。

　　甲类功放效率分析：有效功率Pl=IoIoZ。电源输出功率为P2=2VIo，效率η=P1／P2=IoI.8／2VIo=IoIo.8／2VIo=4lo/V。从上面公式可知电压越高效率越低。甲类功放电压不能太低也不能太高，太低影响动态效应，太高影响效率。以1.6A 32V，40W甲类输出为例，计算效率11=4×1.6／32×100%=20%。所以甲类功放效率很低。各种甲类功放因输出功率不同而效率不同，见下表。甲类效率最高的是40W功率功放。

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