功率放大電路是一種輸出功率大，帶載能力強的常見放大電路，應用場合極為廣泛！功率放大電路也分為分立式和集成式，我們在書上學的基本上都是由分立元件(主要是晶體管)構成的電路，而集成式功放電路在應用中更為常見。常見的功放集成芯片有TDA2030，LM1875，LM3886等，相對於其他的芯片，TDA2030絕對稱得上是老大哥了。今天，我們就一起來探索音頻功率放大器TDA2030的奧祕！

TDA2030是將分立式功率放大電路集成到芯片裡的音頻放大器，它有效地解決了分立式功率放大電路常見的一些問題。例如：上下橋臂不對稱，靜態工作點前後相互影響等。

TDA2030的特點

1.電源供電：最大±18V(既可單電源供電也可雙電源供電)

2.峰值輸出電流：3.5A

3.差分輸入電壓：±15V

4.封裝：TO-220

參考原理圖

沒錯，TDA2030實際上就是一個運放，但它能夠為我們提供一定的驅動電流。我們現在來一一分析一下這個電路！

首先我們得明確電路的輸入端與輸出端在哪。Vi是輸入端，也就是音頻輸入端口，RL(喇叭)是輸出端。

1.電源的去耦電容

+VS端的100uf和100nf電容稱為去耦電容，目的是去除電源端帶來的干擾和穩定電源。去耦電容的原理和取值我在上一篇文章中已經分析過了，有興趣的朋友可以去看看！電源端為什麼要接個電容到地？電容的取值該如何選擇？

2.減小自激振盪部分

RL旁邊的1Ω電阻與220nf電容串聯組成消振電路，稱為RC消振(減小自激振盪)。

3.鉗位電路

作用：將輸出電壓鉗制在電源電壓的範圍內，以免對元器件造成損壞！

4.直流偏置電路

+VS經過100K歐姆(R3)、100K歐姆電阻(R4)和22uf電容並聯到GND構成了偏置電路。直流電源通過100K歐姆的電阻(R5)進入運放的輸入端。22uf電容與100K歐姆電阻並聯的作用是為了防止干擾。重點來了！仔細看清楚，這個電路圖是單電源供電(GND—+VS)，而我們的輸入音頻信號是一個交流信號，有正有負。我們怎麼樣才能讓電路將音頻信號的負半邊也無損輸出呢？加直流偏置電路！其實就相當於用直流電壓將信號的負半週期給抬上去(相當於一個加法運算電路)，抬到GND上面去，這樣我們的信號就可以正常地經過運放了。

我們最終需要的是正負半個週期都有的信號，但你為了讓負半週期信號通過由單電源供電的運放，把信號都抬到正半週期了，那我的目的不就達不到了嘛？能把你抬上去，就自然有辦法把你再拉下來。我們在信號出TDA2030運放後，在信號的通過的路上加一道關卡——隔直電容(2000uf)，將直流給阻擋掉，我們最終就可以得到放大後的交流音頻信號！

關於直流偏置電路元件參數該如何取值的問題！偏置電路可以簡化成R3與R4串聯的形式，而運放需要的就是R4的電壓。根據你設計時所需要的偏置電壓(你需要多大的直流電壓才能把你的交流信號負半週期抬上去)，在根據分壓公式，就可以算出電阻的取值。那100K歐姆R5該怎麼取值呢？直流偏置電路實際上會有一部分電流流向R5，這是我們不希望的，這樣會造成我們計算的R3、R4誤差很大。所以我們可以通過增大R5的阻值來儘可能減小進入R5的電流。

5.電路主幹部分——負反饋電路

音頻信號從Vi進來，經過22KΩ電阻(調節輸入音頻信號的大小)，這個電阻的作用類似與手機的音量調節鍵，通過一個1uf的電容以交流耦合的方式接入TDA2030的同相輸入端(1)，這個電容的作用是為了避免我們的音頻信號影響到直流偏置電路(通俗一點講，就是涇渭分明，井水不犯河水)，為了讓交流與直流互不影響，我們就需要電容來將他們隔開。我們看向TDA2030的反相輸入(2)，2uf電容、4.7KΩ(R2)、150KΩ(R1)電阻構成負反饋迴路，我們可以寫出增益A(電壓放大倍數)的表達式：增益A= 1 + R1 / R2 (R2=4.7KΩ，R1=150KΩ)

交流信號通過時，由於電容對交流相當於短路，所以此時的交流信號放大倍數A ≈33倍。但對於直流信號，電容相當於斷路，所以直流信號經過運放的增益是1(相當於R2=∞，增益A =1)，電路的直流增益A是1。這樣，運放就會全心全意地去處理交流信號了，而不會去放大偏置電路提供的直流電源了(直流電源的目的：抬升電壓)。

最終，經過TDA2030出來的信號就可以有一定的功率去驅動負載RL(喇叭)去工作了！TDA2030能提供的最大電流是有限的，它的能力不能滿足任意負載，它的帶載能力是有限的。其實，這樣又引出了一個很重要的問題：什麼是驅動負載？什麼是帶載能力？

閒語：這篇文章寫了很久，不知道該怎麼用文字去解釋才能讓大部分人都能夠明白。最終的成品就是這樣，希望大家可以提提建議！