随着科学进步与社会发展,以音频功放为首的低频功率放大器得到了越来越多的关注。如今的消费类功放领域,低成本、小体积、大功率和高品质成为了主要的发展方向,尤其是在家用功放中普遍使用AB类功率放大器,因为其效率低且发热量很高,并且体积庞大,所以优化偏置的B类功率放大器是一个比较折中的方案,其具有较高的效率,更低的失真和更大的电磁干扰宽容度。因此,根据市场发展方向和应用场合要求,设计一种具有更高的输出功率、更低的失真、更小的体积和更低廉的价格的新型B类功率放大器,具有非常实际的意义。本文在对比分析了常用功率放大器结构优缺点的基础上,结合传统三级式B类功功率放大器结构,设计完成了一款使用碳化硅MOSFET作为功率输出管的优化偏置的新型B类功率放大器,其具有输出功率高、效率高、失真低等特点。基于碳化硅MOSFET的电学特性与B类功率输出级的结构选择,具体分析了功率输出级在应用碳化硅MOSFET后的具体结构与工作原理,并完成了使用碳化硅MOSFET的改良型Baxandall准互补输出电路。基于线性功率放大器效率低而引起发热高的特点,设计了一种用于提高线性功率放大器工作效率的辅助电路,包括输出电流检测电路、BUCK拓扑及控制电路两部分以提高整体线性功率放大器的工作效率。根据应用环境需要高安全性的特点,加入了输出电流过载保护电路以防止在输出过载时限制输出电流大小。针对输入信号源多样化的问题,设计了具有音量控制与输入信号匹配功能的预放大级电路,使得功率放大器能适应多种输入信号源输入的信号。最后,通过对电路仿真,分析了其仿真波形图,验证了设计方案的合理性。仿真使用德州仪器(TI)公司的EDA工具“TINA-TI”,器件使用PSpice模型,电源供电DC/±64V。仿真结果表明:优化偏置的B类线性功率放大器闭环低频增益为26dB,环路稳定且带宽为216.77KHz;最大不失真功率达到251.17W且加入效率优化结构后,工作效率由60.35%提升至86.21%;总谐波失真率在1KHz处为0.089%;功放整体具有较好共模抑制比与电源抑制比。最终,结合版图设计要求与注意事项,设计了整体PCB版图,其面积约为250mm*66mm。因此,本文设计的基于SiC-MOSFET的低频线性功率放大器具有实际可行性。