弱弱的问问怎么确定放大电路的最大输出功率负载

发表于 2010-6-19 09:10

老在原地大转，大家不要拍砖啊
对放大电路的输出阻抗，最大功输出率额定负载的计算问题，还是迷糊。
他们的关系，我有点理解就是放大电路的输出阻抗不一定是该电路要求的最大功率输出阻抗，但对于最大输出功率时的阻抗（要求负载与之匹配）该如何计算确定？与哪些参数有关系？

发表于 2010-6-19 09:17

总得固定某个条件吧。

通常讨论源负载匹配时，把源电压和源内阻固定，然后变动负载看负载上的功率，这样才有讨论意义。

自己列一下式子看变化，结论是很明显的。

发表于 2010-6-19 09:33

本帖最后由 tongshaoqiang 于 2010-6-19 09:36 编辑

HWM老师：
首先感谢您的回复！好多大侠对我都没有耐心啦。呵呵
比如放大电路输出电压vo固定，输出电流i0固定，那么他的最大功率输出阻抗就是vo/io
吗？
而实际放大电路中的输出阻抗可能就不是vo/io。我是这么理解的，不知道对否。

:Q

发表于 2010-6-19 09:41

re 3L：

电压固定（按受控电压源看），电流就不可能固定。电流必须随负载的变动而变动。

实际放大器的分析，必须经过戴维南等价后分析。

发表于 2010-6-19 09:43

估计楼主需要的是某个具体功率放大器输出最大功率时所需要的负载如何计算。
对某具体功率放大器而言，其能够输出的最大功率(严格地说，还必须指明波形，正弦波和方波是不一样的)主要受两个条件约束，一是电源电压(实际还要考虑管子的压降，所以最大输出电压比电源电压低一些)，二是管子能够输出的最大电流。其它约束条件还有双极型管的二次击穿耐量、散热条件等等。能够使输出电压和输出电流同时最大的负载，就是该具体功率放大器输出最大功率所需要的负载。

发表于 2010-6-19 09:44

如你的放大电路供电电压为VDD，放大电路输出电压V0固定，输出电流I0固定，那么他的输出阻抗就是（VDD-V0）/I0，当外接负载电阻等同于放大电路输出阻抗时，放大电路的输出功率最大。

发表于 2010-6-19 09:46

给个式子

P = (V / (RS + RL))^2 RL

其中：V为源电压，RS为源内阻，RL为负载。

V，RS 固定，变动RL。看P的极值点。

发表于 2010-6-19 15:25

如你的放大电路供电电压为VDD，放大电路输出电压V0固定，输出电流I0固定，那么他的输出阻抗就是（VDD-V0）/I0，当外接负载电阻等同于放大电路输出阻抗时，放大电路的输出功率最大。 ...
xuyiyi 发表于 2010-6-19 09:44

我比较同意您的意见。

发表于 2010-6-19 18:31

使用戴维南定律可推算出。当"放大电路的输出阻抗==负载"时，输出功率最大。

发表于 2010-6-20 02:23

楼上错误，
应该反过来说
当"负载==放大电路的输出阻抗"时，输出功率最大。

发表于 2010-6-20 04:34

本帖最后由 bbyeah 于 2010-6-20 04:37 编辑

如你的放大电路供电电压为VDD，放大电路输出电压V0固定，输出电流I0固定，那么他的输出阻抗就是（VDD-V0）/I0，当外接负载电阻等同于放大电路输出阻抗时，放大电路的输出功率最大。 ...
xuyiyi 发表于 2010-6-19 09:44

关vdd啥事？你的运放正常工作输出阻抗50，vdd调高一倍（正常工作范围）输出阻抗就变这么多？

关系是有的，但绝不会是这个表达式

7楼HWM那个公式求导，就是推导功率匹配的过程

发表于 2010-6-20 07:23

楼上错误，
应该反过来说
当"负载==放大电路的输出阻抗"时，输出功率最大。
QuakeGod 发表于 2010-6-20 02:23

LS正解,呵呵,笔误~~~

发表于 2010-6-20 08:19

不同意HWM和xuyiyi的分析。
我在5楼所说，与HWM和xuyiyi所说，限制条件不一样。
兹举个实际例子来说明。
新的5号干电池，内阻仅零点几欧姆，假定某干电池内阻0.5欧姆，那么当负载电阻也是0.5欧姆时，电池的输出功率(也就是负载得到的功率)最大，计算一下可知为0.75W，此时负载上电流为1.5A，两端电压为0.75V。电源的效率为0.5。
但这实际上是做不到的。用过干电池就知道，5号干电池不可能输出这么大电流。如果负载为0.5欧姆，电池会发热，劣质干电池甚至会爆开。如果加上一个限制条件：电池的最大电流不得超过0.1A，那么得到最大功率的负载就不是0.5欧姆，而是14.5欧姆。此时负载两端电压1.45V，电源效率约96.7%。
所以，负载为0.5欧姆得到的功率最大，是没有限制条件下的最大功率，负载为14.5欧姆得到的功率最大，是最大电流为0.1A限制条件下的最大功率。限制条件不同，得出的结果也不同。
其它电源也是一样。某开关电源模块上面可能标有“5V500mA”，该电源的负载为约10欧姆时可以得到最大功率，但该电源内阻却很小，一般在0.1欧姆以下(否则就不能在输出电流0.1A和0.5A时输出电压都是差不多5V)。
具体到一个功率放大器，其输出电流必有限制，可能是受功率管最大电流的限制，可能是受二次击穿的限制，可能是受散热条件的限制，也可能是受功率放大器供电电源的限制。在有限制条件情况下，负载电阻不是等于功率放大器内阻时得到最大功率。

发表于 2010-6-20 08:52

我认为maychang在１３楼的说法比较符合楼主的问题．对于小信号处理,由于信号源内阻本身就很大,讲究阻抗区配以获得最大输出; 但是对于功率输出级那就要讲究效率了, 简单的例子, 喇叭的阻抗2欧以上, 功放的输出阻抗则小至毫欧，还有发电机。。。

发表于 2010-6-20 10:39

有几个术语需要一并澄清：

最大功率
尖峰功率
瞬时功率
额定功率
……

发表于 2010-6-20 11:04

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发表于 2013-3-15 09:11

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