基于D类放大的高效率音频功率放大器设计

作者：时间：2012-02-09 来源：网络收藏

三角波频率、幅值计算如下：记通过电阻R1、R2的充放电电流为Io，此处Io=Vbe／R(其中Vbe为三极管的导通电压)，则有

三角波周期T=t1+t2，频率为f=1／T，此电路经实测产生三角波频率为120 kHz(会与计算值有所偏差，因为三极管导通压降不严格为0．7 V)。
3．3 双路比较器电路(PWM波产生电路)
双路比较器电路采用低功耗、可单电源工作的双路比较器芯片LM393构成。此处为提高系统效率，减少后级H桥中CMOS管不必要的开合，用两路偏置不同的三角波分别与音频信号的上半部和下半部进行比较，产生两路相互对应的PWM波信号给后级驱动电路进行处理，双路比较波形图如图3所示。此处值得注意的是将上半部比较处理为音频信号接比较器的负向端、三角波信号接正向端；下半部比较则相反，这样形成相互对应，在音频信号的半部形成相应PWM波时，另半部为低电平，可保征后级H桥中的CMOS管没有不必要的开合，以减少系统功率损耗。利用电位器将上半部比较三角波偏置调至3 V，下半部比较三角波偏置调至2 V。还需注意，三角波信号应比需比较范围内的音频信号幅度稍大一些，且偏置调节要较准确，以防音频信号某些点比较不到，后续滤波还原原信号时产生失真。

本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/186935.htm

3. 4 H桥互补对称输出电路(后加四阶巴特沃斯滤波)
H桥互补对称电路如图4。采用低导通电阻、开关速率快、受温度影响小的场效应对管IRF9540和IRF540组成互补推挽放大电路。运用对称输出方式，充分利用电源电压，浮动输出载波峰峰值量大可达10 V，有效地提高了输出功率。

经H轿互补对称电路放大后的两路信号分别通过一四阶巴特沃斯滤波器低通滤波，从而滤去高频载波，得出放大后的音频信号加在8 Ω负载两端。滤波器上线截止频率约为20 kHz，通频带内特性平坦，效果较好。注意此处应选择大功率电感，否则会对信号幅值有削减作用，不能达到较高功率。
3. 5 短路保护模块
短路保护电路如图5。将一0．1Ω小电阻接入系统中，与8 Ω负载电阻串联，通过对采样电阻两端取样电压进行放大，而后再与设定的基准电压进行比较从而控制功效部分的供断电，起到保护作用。放大部分采用芯片NE5532构成减法放大器，放大的同时可将电阻两端的双端信号变为单端信号，放大器放大倍数为：

经过放大后的信号经过由D1、C1、R5组成的峰值检波部分，检出信号幅度值送至比较器与设定的基准电压进行比较。比较器选用低功耗、响应速度较快的双路比较芯片LM393。比较器负端用稳压管D6及C3、R7设置为5．1V，比较器接成迟滞比较方式，一旦过流，即可自锁。此时比较器输出的高电平使三极管T1导通，继电器的地控制端与地联通，继电器吸合，切断功放部分的供电，达到保护目的。因比较器自锁，所以在解决过流问题后，关断保护模块的电源，才能重新进入保护状态。D2、D3、R6、C2组成开机延时电路，在断电后，C2通过D2快速放电，防止开始瞬间C2上的残余电压对3号脚影响，防止比较器在非正常状态下进入自锁状态，使保护模块不能发挥正常作用。