1、 模电 功放课程设计功放课程设计 自动化 功放课程设计报告 一、一、设计任务及要求设计任务及要求 1. 设计一个直流稳压电源，满足： 当输入电压为 220v 交流时，输出直流电压12V； 具有短路保护功能。 2. 设计一个实用的音频功率放大器，满足： 放大功率大，失真小； 外围电路简单，而且还有静噪、过热、短路等保护电 路； 具有音调控制功能。 二、设计方案分析二、设计方案分析 为了得到12V的直流电压， 我们打算首先用双 12v 的变压器实现将 220v 的交流电变为低压的交流电，然 后整流电桥实现交流变直流，这时应注意整流二极管的 耐压值，因此选用型号为 IN4007 的二极管；再就是通
2、过滤波电路和稳压电路来达到设计的要求，因为要使输 出的电压为 12V，所以我们选用型号为 7812、7912 的稳压管。 对于实用音频功率放大器我们为了达到简单、功效 的目的，决定用集成芯片来完成。目前常用的集成功放 型号非常多，本设计选取 SGS 公司生产的 TDA2030/2030A 集成功放，该器件具有输出功率大、谐波失真小、内部设有 过 保护，外围电路简单，可以作 OTL 使用，也可作 OCL 使用。TDA2030/2030A的的外引线如图 1 所示。1 脚为同相输 入端，2 脚为反相输入端，4 脚为输出端，3 脚接负电源，5 脚接正电源。电路特点是引脚和外接元件少。 其主要特点为：
3、电源电压范围为，静态电流小于 A， 频响为 ，谐波失真小于，在 VCC = ， RL=时， 输出功率为。 在 8负载上的输出功率为 9W。 图图 1 三、三、单元电路和设计单元电路和设计 1.直流电源部分 图图 2 直流稳压电源设计方框图直流稳压电源设计方框图 电源变压器： 将电网交流电压变为整流电路所需的交流电压，一般次级电压 u2 较小。 图图 3 变压器变压器原理原理及其波形变换及其波形变换 图图 4 变压仿真电路变压仿真电路 整流电路： 将变压器次级交流电压 u2 变成单向的直流电压 u3，它包含直流 成份和许多谐波分量。 图图 5 整流电路原理及其波形变换整流电路原理及其波形变换 图
4、图 6 整整流电路的仿真流电路的仿真 参数计算： 输出的直流电压值为： 222 0 9.0 22 )()sin(2 1 VVtdtVVO ; 流过负载平均电流： LLoD RVRVI/9.0/ 20 ; 流过整流二极管的平均电流： LDF RVII/45.0 20 ; 整流二极管的最大反向电压： 2 )2(VSQRV DR 滤波电路： 尽管整流后的电压为直流电压，但波动较大，仍然不能直 接作为电源使用，还需进一步滤波，将其中的交流成份滤掉。在 小功率整流滤波电路中，电容滤波是最常用的一种。电容在电路 中有储能的作用，并联的电容器在电源供给的电压升高时，能把 部分能量存储起来，而当电源电压降低时
5、，就把能量释放出来， 使负载电压比较平滑，效果较好。而且本电路后级是稳压电路， 因此可以使用电容滤波电路进行简单滤波。滤除脉动电压 u3 中的 谐波分量，输出比较平滑的直流电压 u4。该电压往往随电网电压和 负载电流的变化而变化。 稳压电路： 它能在电网电压和负载电流的变化时，保持输出直流电压的稳 定。它是直流稳压电源的重要组成部分，决定着直流电源的重要性能 指标。稳压器 7812、7912 可以输出+12v 和-12V 的稳定电源。 图图 7 直流稳压电源的电路图直流稳压电源的电路图 2.音频功放部分 话筒输入 Vo RL 前置放大 音调控制功率放大 图图 8 音频功放的设计方框图音频功放的
6、设计方框图 220V IN4007 7812(7815) 10F 10F 0.33F 0.33F 0.1F 7912(7915) 4700F 0.1F 4700F 双 12V 变压器 图图 9 音频功率放大器电路图音频功率放大器电路图 由 TDA2030/2030A 构成的 OCL 功率放大器电路如图 12 所示。 该电路由 TDA2030 组成的负反馈电路，其交流电压放 大倍数33 68.0 22 11 2 1 R R AVf（倍） ，满足设计要求。二极管 D1、 D2起保护作用， 一是限制输入信号过大， 二是防止电源极性接反。 R4、C2组成输出相移校正网络，使负载接近纯电阻。电容 C1是输 入耦合电容，其大小决定功率放大器的下限频率。电容 C3、C6 是低频旁路电容，电容 C5、C4是高频旁路电容。电位器 RP是音 量调节电位器。
