工程師參考手冊（一）：D類(lèi)功放設計須知

　　由于MOSFET開(kāi)關(guān)速度很快，對于這種功放它是你最好的選擇。它是一個(gè)多數載流子器件，相對于IGBT和BJT它的開(kāi)關(guān)時(shí)間比較快，因而在功放中有比較好的效率和線(xiàn)性度。而MOSFET的選擇是基于功放規格而定。因而在選擇器件以前要知道輸出功率和負載阻抗（如100W 8Ω），功率電路拓撲（如半橋梁或全橋），調制度（如89%—90%）。

　　5、 MOSFET中的功率損耗

　　功率開(kāi)關(guān)中的損失在A(yíng)B線(xiàn)性功放和D類(lèi)功放之間是截然不同的。首先看一下在線(xiàn)性AB功放中的損耗，其損耗可以定義如下：

　　K是母線(xiàn)電壓與輸出電壓的比率。

　　對于線(xiàn)性功放功率器件損耗，可以簡(jiǎn)化成下面的公式：

　　需要說(shuō)明的是AB功放功率損耗與輸出器件參數無(wú)關(guān)。

　　現在一起看一下D類(lèi)功放的損失，在輸出器件中的全部損耗如下：

　　Ptotal=Psw+Pcond+Pgd

　　Psw是開(kāi)關(guān)損耗

　　Pcond是導通損耗，

　　Pgd是柵極驅動(dòng)損耗

　　從上式可看于D類(lèi)功放的輸出損耗是根據器件的參數來(lái)定的，即基于Qg（柵極電荷）、Rds（on）（靜態(tài)漏源通態(tài)電阻）、Coss（MOSFET的輸出電容）和tf（MOSFET下降時(shí)間），所以減少D類(lèi)功放損耗應有效選擇器件，圖4是D類(lèi)功放的功率損耗和K的函數關(guān)系。

　　6、 半橋和全橋結構拓撲的對比

　　和普通的AB類(lèi)功放相似，D類(lèi)功放可以歸類(lèi)成兩種拓撲，分別是半橋和全橋結構。每種拓撲都各有利弊。簡(jiǎn)而言之，半橋簡(jiǎn)單，而全橋在音頻性能上更好一些，全橋拓撲需要兩個(gè)半橋功放，這樣就需要更多的元器件。盡管如此，橋拓撲的固有差分輸出結構可以消除諧波失真和直流偏置，就像在A(yíng)B功放中一樣。一個(gè)全橋拓撲允許用更好的PWM調制方案，比如量化幾乎沒(méi)有錯誤的三水平PWM方案。

　　在半橋拓撲中，電源面臨從功放返回來(lái)的能量而導致嚴重的母線(xiàn)電壓波動(dòng)，特別是當功放輸出低頻信號到負載時(shí)。能量回流到電源是D類(lèi)功放的一個(gè)基本特性。在全橋中的一個(gè)臂傾向于消耗另一個(gè)臂的能量。所以就沒(méi)有可以回流的能量。

　　7、 不完美失真和噪音產(chǎn)生

　　一個(gè)理想的D類(lèi)功放沒(méi)有失真，在可聽(tīng)波段沒(méi)有噪音且效率足100%。然而，實(shí)際的D類(lèi)功放并不完美并且會(huì )有失真和噪音。其不完美是由于D類(lèi)功放產(chǎn)生的失真開(kāi)關(guān)波形造成的。原因是：

　　*從調制器到開(kāi)關(guān)級由于分辨率限制和時(shí)間抖動(dòng)而導致的PWM信號中的非線(xiàn)性。

　　*加在柵極驅動(dòng)上的時(shí)間誤差，如死區時(shí)間，開(kāi)通關(guān)斷時(shí)間，上升下降時(shí)間。

　　*開(kāi)關(guān)器件上的不必要特征，比如限定電阻，限定開(kāi)關(guān)速度或體二極管特征。

　　*雜散參數導致過(guò)度邊緣的震蕩。

　　*由于限定的輸出電阻和通過(guò)直流母線(xiàn)的能量的反作用而引起得電源電壓波動(dòng)