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D类功率放大器
主讲:钟洪声
传统的线性放大器
AB类放大器采用线性调整晶体管来调节输出电压。
在温升测试条件下,η=30%
传统的线性放大器
A类放大器的输出管在信号变化的整个周期都处于放大状态,
因此具有最小的失真和最高的保真度。但是,由于A类放大器中
加在晶体管上的平均电流和平均电压均较大,所以晶体管耗散的
功率大,放大器效率低。理论上A类放大器的最大效率只有25%
或50%(根据负载方式而定)。
B类和AB类放大器在静态时输出管的电流为零或较小,直流
功耗低,故效率较高。理论上B类放大器的最高效率为78.5%。
B类和AB类放大器的效率虽然比A类好很多,但实际效率也
只能达到50%左右,在很多场合任然不能令人满意。
D类放大器
D类放大器采用MOSFET,工作在ON或OFF的状态。
输出器件通过ON或OFF的状态,采用PWM技术来表达模拟信号。
D类放大器
D类放大器的输出管工作在开关状态,通过控制开关单元的
ON/OFF驱动负载。这样可以获得很高的放大器效率,理论值为
100%,实际上可做到90%以上。
效率:丁类vs.甲乙类满功率400W的丁类放大器模块
D类放大器最主要的特点是效率高、体积小。随着数字技术
的发展,D类放大器的应用日益广泛。
半桥D-class拓扑
全桥D-class拓扑
使用离散BJT的驱动器使用IC的驱动器
采用LC低通滤波器对开关级输出的PWM进行滤波。
LC滤波器中所用的电感
设计并制作一个D类功率放大器
频率范围:300~3400Hz
放大倍数:10
最大输出功率:不小于0.5W(8Ω负载)
效率:优于70%
简单D类功率放大器
——增加了D类开关级和输出滤波器的PWM调制器
改进D类功率放大器的性能
——增加反馈回路以及误差放大器
R
Af
uR
为防止电路发生振荡,需要进行频率补偿。
采用很简单的自振荡PWM调制器
用开关输出级扩展调制器的输出电流
增加LC滤波器
很简单的自振荡PWM调制器
u为零时,电容充放电的速度相同,这时调制器的输出u为占空比50%的方波;
IO
u增加时,电容的充电速度将加快,放电速度将变慢,u的占空比减小;
IO
u减小时,电容的充电速度将变慢,放电速度将加快,u的占空比增加。
IO
能输出大电
流的比较器
D类音频功率放大器参考设计
谢谢大家!
电子科技大学:钟洪声
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