使用D類(lèi)放大器進(jìn)行設計注意事項須知
開(kāi)關(guān)放大器或D類(lèi)放大器在消費類(lèi)音頻設備中的應用已經(jīng)快速上升到了一個(gè)很突出的水平,從MP3播放器、手機、游戲機、LCD-TV到家庭影院。D類(lèi)放大器的最大競爭優(yōu)勢是特別高的功率轉換效率,在實(shí)際應用中可高達85%~90%,而線(xiàn)性AB類(lèi)放大器在典型的功率輸出水平上通常只能達到25%。
在手持應用中,D類(lèi)放大器的低功耗允許設計師可在保持很長(cháng)電池充電間隔的同時(shí)提供很高的音頻質(zhì)量。對所有個(gè)人通信和音響設備來(lái)說(shuō),電池壽命是一個(gè)關(guān)鍵的性能指標。對于市電供電設備(如A/V視聽(tīng)產(chǎn)品和游戲機),D類(lèi)放大器的高功效可帶來(lái)更低的散熱量。從而使設計師可以采用更小的散熱器來(lái)實(shí)現更簡(jiǎn)潔的外形、更低的材料和組裝成本。事實(shí)上,精心設計的電源可以使每通道輸出功率高達幾瓦的應用無(wú)須散熱片。
D類(lèi)放大器解決方案
D類(lèi)放大器的基本拓撲結構包括一個(gè)脈寬調制器、一個(gè)功率橋輸出電路和一個(gè)低通濾波器。目前,市場(chǎng)上的D類(lèi)放大器可以幫助用戶(hù)節省很多設計工作,如屏蔽放大器開(kāi)關(guān)操作所產(chǎn)生的電磁干擾和選擇最合適的開(kāi)關(guān)頻率。提高開(kāi)關(guān)頻率可以降低輸出濾波要求,但會(huì )因MOSFET柵極電容而導致更大的功率損失。因此,開(kāi)關(guān)頻率選擇要求在外部元件數量和功率轉換效率之間做一個(gè)平衡。功率橋的設計取決于所期望的D類(lèi)放大器的輸出功率。
例如,目前市場(chǎng)上已有D類(lèi)耳機驅動(dòng)器和D類(lèi)揚聲器驅動(dòng)器,這些不同配置的一個(gè)關(guān)鍵不同是輸出級的設計。設計用于揚聲器的D類(lèi)放大器能夠產(chǎn)生小于1瓦到幾瓦的輸出功率,且無(wú)須散熱片。這些IC為許多消費類(lèi)應用提供了單芯片解決方案,從便攜式多媒體播放器到游戲機和一些LCD-TV。在大多數這些應用,特別是手持產(chǎn)品中,單芯片解決方案是至關(guān)重要的。
不過(guò),對于非常高的輸出功率,一個(gè)D類(lèi)放大器可以結合一個(gè)采用音頻功率MOSFET構建的外部輸出級來(lái)實(shí)現。該D類(lèi)放大器必須提供一個(gè)合適的預放大器,所選的分立MOSFET必須是針對數字音頻操作而優(yōu)化的。
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