设计一款输出功率为100W的放大器,提供多少电压比较合适?
0 2024-02-20
假如我们需要设计一款输出功率为100W的放大器,那么我们需要提供多少电压比较合适?也就是下图的+VCC和-VCC是怎么得出来的。

备注:下图仅为示意图

回答这个问题之前,我们先回顾一下基础知识:


知识点1

什么是峰峰值 Vpp、单峰值VP和平均值Vrms?

如上图

Vpp峰峰值,表示波峰和波谷之间的幅值;

Vp单峰值,它只有峰峰值的一半;

Vrms有效值,表示交流信号的有效值或有效直流值,可用公式Vrms= Vp/ √2算出。

我们平时说的输出功率是按照平均功率来计算的,比如输出100W代表平均功率为100W。


知识点2

运放输出幅值大小由供电电压决定。

运放供电电压VCC一般为±12V或±15V直流电源,最高能提供多少电压需要查看规格书。

输入正弦信号,调整放大臂参数,便可得到放大后的输出信号。但是放大后的信号最大峰值电压Vp不超过供电电压VCC,轨至轨运放可能更接近VCC的值。所以供电电压限制了输出幅值的大小。

再回头来看我们提出的问题:

假设输出功率为100W,那么我们需要提供多少电压比较合适?

以负载扬声器阻抗8Ω来计算,

根据公式P=U*U/R,可算出输出电压U≈28V,这个28V是平均值。

再计算出单峰值,根据公式Vrms= Vp/ √2,可算出Vp≈40V。

按电源效率的80%来计算,VCC*0.8=Vp,可算出VCC=50V。所以至少需要输入±50V电压,输出才有100w。


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