BTL功率放大电路又称为“桥接推挽功率放大器”。它的主要特点是能在电源电压比较低的情况下输出较大的负载功率。而在相同的电压和负载条件下,它的实际输出功率为OTL及OCL的2~3倍,由于电路输出端与负载间无电容连接,所以它的频率响应好,保真度高,是一些优质的功率放大器的首选电路。
BTL基本功率放大电路
(1)电路结构
BTL电路由两组对称的OTL或OCL电路组成,扬声器接在两组OTL或OCL电路输出端之间,即扬声器两端都不接地,如图10-14所示电路为由两组OTL电路组成的BTL功放电路。 u I 和- u I 为两个大小相等、方向相反的输入信号。VT 1 、VT 2 是一组OTL电路输出级,VT 3 、VT 4 是另一组OTL电路输出级,由于O、P两输出端的直流电压相等( U O = U P = U CC /2),所以未设隔直电容。
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图10-14 BTL基本功率放大电路
(2)工作原理
当输入信号 u I 为正半周而- u I 为负半周时,VT 2 、VT 3 反偏截止,VT 1 、VT 4 正偏导通且电流方向相同,输出信号的电流通路如图中带箭头的实线所示;当输入信号 u I 为负半周而- u I 为正半周时,VT 1 、VT 4 反偏截止,VT 2 、VT 3 正偏导通且电流方向相同,此时输出信号的电流通路如图中虚线所示。
可见,BTL电路的工作原理与OCL、OTL电路有所不同,BTL电路每半周都有两个管子一推一挽地工作。
(3)电路特点及应用
①BTL电路可采用单电源,由两组对称的OTL组成,也可采用双电源,由两组对称的OCL组成。
②扬声器接在两组OTL或OCL电路输出端之间,即扬声器两端都不接地,也不与供电端相连。由于两输出端的直流电压相等( U O = U P = U CC /2),所以无需隔直电容。
③与OTL、OCL相比,在相同电源电压、相同负载情况下,输出功率可增大四倍。
④该电路适用于一些低压供电、输出功率较大的电器上。
集成BTL功率放大电路
有时候也采用两个集成电路构成BTL功率放大电路来提高输出功率。两个集成电路构成的BTL功率放大电路的输出功率在理论上可以比单路输出提高4倍,实际上通常为2~3倍。
图10-15所示为用两个TDA2003集成功率放大电路组成的BTL功率放大电路。
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图10-15
图10-15 由两块TDA2003集成功率放大电路组成的BTL功率放大电路
在图10-15中,集成功率放大电路TDA2003的1脚为同相输入端,2脚为反相输入端,3脚为电源负极输入端,4脚为输出端,5脚为电源正极输入端。
输入音频信号由电位器 R P1 调整其大小后,经电容器 C 1 耦合从集成功率放大电路IC1的1脚同相输入,经过放大后从IC1的4脚输出端输出。从IC1的4脚输出的信号一路供给负载扬声器B,另一路又通过电阻 R 3 、 R 4 分压后由电阻 R 6 和电容器 C 6 引至集成功率放大电路IC2的2脚反相输入端。这个信号经IC2放大后,在IC2的4脚输出一个与IC1的4脚输出大小相等但相位相反的信号,这两个信号叠加起来,则在扬声器B上获得了正弦波峰值电压为直流电源2倍的音频信号电压。这样就实现了低电源电压输出较大功率的目的。适当调整( C 2 + C 3 )与电容器 C 6 的比值,可使BTL功率放大器工作于最佳状态。
在图10-15中,电阻 R 2 和电容器 C 5 组成高频调整响应电路;电阻 R 1 和电容器 C 4 组成高频补偿网络,以补偿扬声器的音圈电感所产生的附加相移;电容器 C 7 为通交流隔直流电容;电容器 C 8 为电源的高频滤波电容;电容器 C 9 、 C 10 为电源滤波电容。
值得一提的是,由各种集成功率放大电路组成的BTL功率放大电路基本上都是按照该模式的形式组成的。
BTL功率放大器输出电路特征
(1)分立元件BTL功率放大器输出电路特征
图10-16(a)所示为分立元件BTL功率放大器输出电路。这一输出电路的特征是:它有两个输出端,晶体管VT 1 和VT 2 发射极是一个输出端,VT 3 和VT 4 发射极是另一个输出端。两个输出端分别与扬声器的两个引脚相连。
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图10-16 BTL功率放大器输出电路特征
(2)集成BTL功率放大器输出电路特征
图10-16(b)所示为集成BTL功率放大器输出电路。它有两种电路结构,一种是用OTL电路构成BTL电路,另一种是用OCL电路构成BTL电路。这一输出电路的特征是:扬声器直接接在两个信号输出端之间,没有耦合元件,在实用电路中扬声器回路也要接入扬声器保护电路。