4.2.4高频谐振功率放大器的效率和输出功率

4 .2 .4 高频谐振功率放大器的效率和输出功率 功率放大电路实质上是依靠激励信号对基极电流以及集电极电流的控制，把集电极电源的直流功率转换为负载回路的交流功率，转换效率越高，就可以在同样的直流功率下输出更大的交流功率。追求高转换效率是功率放大电路的基本设计要求之一。 由图4 —1 2 可见，高频谐振功放集电极输出电压CEu中包含直流分量与交流分量，其交流分量与bu 波形一样，但相位相差。 放大器输出的基波功率oP 2211111()22222cmcmcmcmocm cmIVIVPRV IR （4 .2 .2 1 ） 电源提供的直流功率DP Dco ccPI V （4 .2 .2 2 ） 根据能量守恒定律，集电极耗散功率为CP CDoPPP （4 .2 .2 3 ） 集电极效率C 1111( )22cmc mocDCCCOVIPgPVI （4 .2 .2 4 ） 式中   1110c mCOIgI  称为波形系数，是导通角 的函数；cmCCVV 称为集电极电压利用系数，它总是小于1 的。 由式（4 .2 .2 4 ）可知，要提高效率C ，有两种途径 1 ）一种是提高集电极电压利用系数 ，即提高cmV，而1cmc mVIR是输出基波电压的幅值，0eRQL ，通过提高回路的有载品质因数来实现增大R ； 2 ) 另一种是提高波形系数1g 。由图4 —1 1 可知，导通角越小，1g 越大，效率c 越高，但 1  却越小，输出功率oP也就越低。为了兼顾输出功率oP和效率C ，必须选取合适的导通角 。如取1 2 0 时， 1  达到最大值，输出功率最大，但 1g  的值相对较小，集电极的效率仅为6 4 %左右；若取7 0 ，此时虽然 1  的值相对减小，输出功率有一定程度下降，但集电极的效率可达到 8 5 .9 %。因此在工程设计中的取值通常在 6 57 5 之间。7 0 左右为最佳导通角，可兼顾输出功率和效率两个重要指标。 图4 —1 2 谐振功率放大器各级电压、电流波形 还有一个应该注意的问题，集电极损耗12ccCEpi ud t，减小ci 与CEu的乘积，可减小晶体管的瞬时损耗。由图4 —1 2可以看出，当晶体管集电极电流ci 最大时，晶体管的集电结压降CEu最小，这时它们的乘积最小，也即晶体管的损耗最小，而要达到这个要求，晶体管的集电极负载回路必须工作在谐振状态。可见，一旦负载回路失谐，将导致放大器的损耗功率增加，效率降低。 4 .2 .5 谐振功...