一種D類(lèi)音頻功率放大器驅動(dòng)電路簡(jiǎn)介

1 引言

由于集成D類(lèi)音頻功率放大器效率較高，體積相對較小，同時(shí)大部分情況下不需要散熱片或者只需要很少面積的散熱片，大大減小了整體體積，使得它在音頻電子產(chǎn)品中成為首選。但由于在D類(lèi)功放設計中占用相同版圖面積的情況下，pMOS管的導通電阻遠大于nMOS管的導通電阻，為了減小版圖面積，降低D類(lèi)功率放大器的輸出級H橋導通電阻，H橋采用nMOS管。為了使H橋高端和低端的LDNMOS管過(guò)驅動(dòng)電壓相等，這就需要外部增加一個(gè)額外的高電平電源去驅動(dòng)H橋高端，因此有必要采用基于電荷泵的電容自舉電路產(chǎn)生一個(gè)高電平，這樣既提高了驅動(dòng)效率，又減少了對外部多個(gè)電源的需求，巧妙地實(shí)現了對D類(lèi)功放H橋的驅動(dòng)。

本文簡(jiǎn)要分析了電容自舉產(chǎn)生的機理，論述了D類(lèi)功放中電源與驅動(dòng)電路之間的關(guān)系，進(jìn)而提出了一種基于電荷泵的新穎的可用于集成D類(lèi)功放的驅動(dòng)電路。應用該電路的一款立體聲D類(lèi)音頻功放已經(jīng)在TSMC06BCD工藝線(xiàn)投片，測試結果證明驅動(dòng)電路效果良好。

2 驅動(dòng)電路的拓撲結構

圖1 為D類(lèi)功放驅動(dòng)電路的原理圖，Vin為供電電源，D1和D2為充電二極管，Ccp1為存儲電荷電容，Ccp2為自舉電容(一端接Vboost,一端接clk信號)，Icp1給電容Ccp1充電，通過(guò)電荷泵控制產(chǎn)生電壓Vcp1,從而Vcp1作為驅動(dòng)H橋低端LDNMOS管的驅動(dòng)電平;Icp2用于給電容Ccp2充電，通過(guò)電容Ccp2的自舉產(chǎn)生電壓Vcp2,從而Vcp2作為驅動(dòng)H橋高端LDNMOS管的驅動(dòng)電平。電荷泵控制模塊主要控制環(huán)路電容Ccp1的充放電過(guò)程及自舉電壓Vcp2的產(chǎn)生。以下討論D類(lèi)功放驅動(dòng)電路的高電平和低電平的產(chǎn)生，電荷泵的控制環(huán)路機理及整個(gè)驅動(dòng)電路的工作原理。

圖1 D類(lèi)功放驅動(dòng)電路拓撲圖