基于D類放大的高效率音頻功率放大器設計

作者：時間：2012-02-09 來源：網(wǎng)絡

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三角波頻率、幅值計算如下：記通過電阻R1、R2的充放電電流為Io，此處Io=Vbe／R(其中Vbe為三極管的導通電壓)，則有

三角波周期T=t1+t2，頻率為f=1／T，此電路經(jīng)實測產(chǎn)生三角波頻率為120 kHz(會與計算值有所偏差，因為三極管導通壓降不嚴格為0．7 V)。
3．3 雙路比較器電路(PWM波產(chǎn)生電路)
雙路比較器電路采用低功耗、可單電源工作的雙路比較器芯片LM393構成。此處為提高系統(tǒng)效率，減少后級H橋中CMOS管不必要的開合，用兩路偏置不同的三角波分別與音頻信號的上半部和下半部進行比較，產(chǎn)生兩路相互對應的PWM波信號給后級驅動電路進行處理，雙路比較波形圖如圖3所示。此處值得注意的是將上半部比較處理為音頻信號接比較器的負向端、三角波信號接正向端；下半部比較則相反，這樣形成相互對應，在音頻信號的半部形成相應PWM波時，另半部為低電平，可保征后級H橋中的CMOS管沒有不必要的開合，以減少系統(tǒng)功率損耗。利用電位器將上半部比較三角波偏置調至3 V，下半部比較三角波偏置調至2 V。還需注意，三角波信號應比需比較范圍內的音頻信號幅度稍大一些，且偏置調節(jié)要較準確，以防音頻信號某些點比較不到，后續(xù)濾波還原原信號時產(chǎn)生失真。

本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/186935.htm

3. 4 H橋互補對稱輸出電路(后加四階巴特沃斯濾波)
H橋互補對稱電路如圖4。采用低導通電阻、開關速率快、受溫度影響小的場效應對管IRF9540和IRF540組成互補推挽放大電路。運用對稱輸出方式，充分利用電源電壓，浮動輸出載波峰峰值量大可達10 V，有效地提高了輸出功率。

經(jīng)H轎互補對稱電路放大后的兩路信號分別通過一四階巴特沃斯濾波器低通濾波，從而濾去高頻載波，得出放大后的音頻信號加在8 Ω負載兩端。濾波器上線截止頻率約為20 kHz，通頻帶內特性平坦，效果較好。注意此處應選擇大功率電感，否則會對信號幅值有削減作用，不能達到較高功率。
3. 5 短路保護模塊
短路保護電路如圖5。將一0．1Ω小電阻接入系統(tǒng)中，與8 Ω負載電阻串聯(lián)，通過對采樣電阻兩端取樣電壓進行放大，而后再與設定的基準電壓進行比較從而控制功效部分的供斷電，起到保護作用。放大部分采用芯片NE5532構成減法放大器，放大的同時可將電阻兩端的雙端信號變?yōu)閱味诵盘枺糯笃鞣糯蟊稊?shù)為：

經(jīng)過放大后的信號經(jīng)過由D1、C1、R5組成的峰值檢波部分，檢出信號幅度值送至比較器與設定的基準電壓進行比較。比較器選用低功耗、響應速度較快的雙路比較芯片LM393。比較器負端用穩(wěn)壓管D6及C3、R7設置為5．1V，比較器接成遲滯比較方式，一旦過流，即可自鎖。此時比較器輸出的高電平使三極管T1導通，繼電器的地控制端與地聯(lián)通，繼電器吸合，切斷功放部分的供電，達到保護目的。因比較器自鎖，所以在解決過流問題后，關斷保護模塊的電源，才能重新進入保護狀態(tài)。D2、D3、R6、C2組成開機延時電路，在斷電后，C2通過D2快速放電，防止開始瞬間C2上的殘余電壓對3號腳影響，防止比較器在非正常狀態(tài)下進入自鎖狀態(tài)，使保護模塊不能發(fā)揮正常作用。