单电源下甲乙类互补OTL/OCL功率放大电路详解与改进

互补推挽功率放大电路是一种常见的音频功率放大技术，它通过两个互补的晶体管（通常是一对NPN和PNP）协同工作来提供高效的功率输出。这种电路设计分为两种主要的形式，即无输出变压器（OTL）和无输出电容（OCL）。 1. **OTL（Output TransformerLess）电路**： OTL电路设计省略了输出变压器，这使得电路更加简洁，减少了成本和复杂性。然而，由于没有变压器隔离输入和输出信号，可能会引入一些电磁干扰。OTL放大器依赖于良好的接地系统和合理的布局来抑制这些影响。 2. **OCL（Output CapacitorLess）电路**： OCL电路同样省去了输出电容，这意味着信号传输速度快，但可能面临更大的瞬态响应挑战。OCL电路需要更精细的设计，以确保在没有电容滤波的情况下，信号不失真地到达负载。 **单电源供电下的解决方案**： 在单电源供电情况下，设计者需采用甲乙类互补对称放大器。这种电路结构中，每个管子在半个周期内轮流导通，以提供全功率输出。尽管存在静态电流（ICQ和IBQ），但通过设计可以控制在较小范围内，同时保证了较低的失真，因为每个晶体管的导通时间超过半个周期，实现了“甲乙类放大”。 **克服交越失真**： 为了减少因晶体管切换时产生的交越失真，电路中会加入额外的二极管（D1和D2）或VBE电压倍增电路。这些电路确保了在信号变化时，二极管能迅速响应并稳定输出，从而减小信号中断导致的失真。 **VBE电压倍增电路**： 这种电路设计利用了晶体管的基极-集电极电压（VBE）特性，通过合适的电阻（R1和R2）来调整VBE电压，以补偿晶体管的动态行为，提高驱动能力。当电流I远大于基极电流IB时，这个电路能提供有效的电压增益。 **复合管的应用**： 通过引入复合管，可以进一步增强晶体管的驱动能力，提高功放效率。复合管可以通过不同的连接方式构建，如将多个晶体管作为单个等效器件来处理，这样可以根据所需功能选择不同类型的晶体管。 总结： 互补推挽功率放大电路是音频放大器设计的核心部分，特别在无变压器和电容限制的OTL和OCL电路中。在单电源系统中，甲乙类互补对称设计提供了有效功率输出与低失真的解决方案。通过优化交越失真处理、VBE倍增电路以及复合管的使用，功放电路能够达到更高的性能和效率。