工程師參考手冊（四）：D類(lèi)功放設計須知

　　1．5 負反饋

　　負反饋是LPF電路，將檢測到的輸出級音頻成分反饋到輸入級，與輸入信號比較，對輸出信號進(jìn)行補償、校正、噪聲整形，以此改善功放線(xiàn)性度，降低電源中紋波（電源抑制比，PSRR）。負反饋可減小通帶內因脈沖寬度調制、輸出級和電源電壓變化而產(chǎn)生的噪聲，使輸出PWM中低頻成分總能與輸入信號保持一致，以得到很好的THD，使聲音更加豐富精確。

　　1．6 功耗效率分析

　　D類(lèi)效率在THD《7％情況下，可達85％以上效率，遠高于普及使用的最大理論效率78.5％的線(xiàn)性功放。根本原因在于輸出級MOSFET完全工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)。理論上，D類(lèi)功放效率為：

　　假設D類(lèi)功放MOSFET導通電阻為RON，所有其他無(wú)源電阻為RP，濾波器電阻為RF，負載電阻為RL，則不考慮開(kāi)關(guān)損耗的效率為：

　　式中：fOSC是振蕩器頻率；tON和tOFF分別是MOSFET開(kāi)、關(guān)頻率。此時(shí)效率為：

　　由上述公式得知，D類(lèi)功放中負載RL，相對其他電阻，比值越大效率越高；MOSFET作為續流開(kāi)關(guān)，所消耗的功率幾乎等于MOSFET導通阻抗上I2RON損耗和靜態(tài)電流總和，相比較輸出到負載的功率幾乎可忽略。所以，其效率遠高于線(xiàn)性功放，如圖5所示。非常適應現今綠色節能的要求，適合被平板等數字視聽(tīng)產(chǎn)品規模使用。

　　2 D類(lèi)功放需要注意的關(guān)鍵點(diǎn)

　　在D類(lèi)設計應用中需注意以下幾點(diǎn)：

　　2．1 Deadtime（死區校正）

　　全橋MOSFET管輪流成對導通，理想狀態(tài)一對導通，另一對截止，但實(shí)際上功率管的開(kāi)啟關(guān)斷有一個(gè)過(guò)程。過(guò)渡過(guò)程中，必有一瞬間，如圖3所示，在IN1／IN3尚未徹底關(guān)斷時(shí)IN2／IN4就已開(kāi)始導通；因MOSFET全部跨接于電源兩端，故極端的時(shí)間內，可能會(huì )有很大的電壓電流同時(shí)加在4個(gè)MOSFET上，導致功耗很大，整體效率下降，而且器件溫升加劇，燒壞MOSFET，降低可靠性。為避免兩對MOSFET同處導通狀態(tài)，引起有潛在威脅的很大短路電流，應保證一對MOSFET導通和另一對MOSFET截止期間有一個(gè)很短的停滯死區時(shí)間（Dead-time），這個(gè)時(shí)間由Logic邏輯控制器控制，以有效保證一組MOSFET關(guān)斷后，另一組MOSFET再適時(shí)開(kāi)啟，減小MOSFET損耗，提高放大器效率。

　　但Deadtime設置不當，將出現如下問(wèn)題：