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功率放大器耗散功率分析和估算
在功率放大器驅(qū)動(dòng)負(fù)載的應(yīng)用中，耗散功率評(píng)估是負(fù)載在任意工況下工作都在安全區(qū)的關(guān)鍵。這里討論的是線性功率放大器，其輸出正弦波的理論極限轉(zhuǎn)換效率只有70%。
耗散功率分析和估算有以下步驟：
負(fù)載需求分析：明確負(fù)載工作所需的電壓、電流幅值、信號(hào)波形及工作頻率。
放大器匹配性驗(yàn)證：確認(rèn)所選放大器在電壓、電流、頻率及工作模式（恒壓/恒流/恒功率）上滿足負(fù)載需求。
耗散功率推導(dǎo)估算。
應(yīng)用安全性判定：對(duì)比負(fù)載在實(shí)際應(yīng)用中的耗散功率與放大器的額定耗散能力，確保其工作在安全區(qū)。
其中，***、二步由負(fù)載規(guī)格直接確定，而第三步的耗散功率估算則需要通過電路理論與放大器參數(shù)進(jìn)行推導(dǎo)。
耗散功率的估算方法：以HAP4040為例
已知放大器HAP4040關(guān)鍵參數(shù)：
輸出電壓峰值：40 Vp
輸出電流峰值：40 Ap
工作帶寬：DC - 10 kHz
估算流程如下：
計(jì)算最大輸出功率與直流供電需求
放大器的比較大不失真輸出功率通?；谡也ㄐ盘?hào)計(jì)算。其比較大RMS輸出功率為：（40Vp≈28.3Vrms，40Ap≈28.3Arms）P_rms=28.3*28.3≈800W
市面上主流的功率放大器類型為AB類功放，假設(shè)轉(zhuǎn)化效率為70%。
根據(jù)公式：耗散功率=輸入功率-輸出功率，且假設(shè)轉(zhuǎn)化效率為70%，剩下30%為熱量損耗，因此推算放大器耗散功率：Pd=（800/70%）*30%≈343W
實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景驗(yàn)證
給定實(shí)際負(fù)載工況：工作頻率1kHz，電壓 ≤20Vrms，電流 ≤13.8Arms。
計(jì)算過程假設(shè)放大器供電電壓為40V（假設(shè)供電電壓=輸出電壓有利于估算耗散功率**小的使用范圍，確保安全使用）：
假定負(fù)載5Vrms/13Arms：
Pd=（40-5）*13=455W＞343W
該工況下耗散功率大于估算值（343W），此時(shí)不推薦使用，若一定要使用，則需考慮負(fù)載串聯(lián)大功率電阻（耗散功率轉(zhuǎn)移到這個(gè)電阻上）或脈沖串模式。
假定負(fù)載20Vrms/13Arms:
Pd=（40-20）*13=260W＜343W
該工況下耗散功率小于估算值（343W），放大器散熱能力完全滿足。因此20Vrms/13Arms負(fù)載參數(shù)能安全使用。
基于分析，耗散功率直接關(guān)系到放大器的可靠性和能否穩(wěn)定工作，負(fù)載工況可用上述的方法進(jìn)行簡(jiǎn)易評(píng)估。
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