什么是D類(lèi)放大器?
D類(lèi)放大器能將音頻信號轉換為脈寬調制信號(PWM),其功率級能有效放大PWM信號并進(jìn)行濾波,以驅動(dòng)揚聲器。D類(lèi)放大器的功率級將其輸出器件當作開(kāi)關(guān)來(lái)偏壓并運行。
D類(lèi)半橋放大器與D類(lèi)全橋放大器有什么不同?
半橋功率級采用一對推拉式配置的開(kāi)關(guān)(見(jiàn)圖)。輸出濾波器和負載以中點(diǎn)電壓為參考。在一對半橋間接上負載和濾波器,可構成一全橋。兩個(gè)半橋以逆相位工作,在相同的電源條件下,利用的電壓翻倍,使可輸出功率變?yōu)?倍。
為什么功率級的設計對D類(lèi)放大器的性能很重要?
D類(lèi)控制器的進(jìn)步使音頻性能超過(guò)AB類(lèi)。與控制器比較,雖然功率級似乎很簡(jiǎn)單,但它必須與控制器的音頻性能相當,并且在電壓和電流顯著(zhù)提高時(shí)也如此。
D類(lèi)放大器中的輸出濾波器元件的選取原則是什么?
峰值電流下,電感必須能保持其電感值不變且不產(chǎn)生飽和。電感的磁阻損耗必須低,同時(shí),電感常常需要屏蔽。濾波電容的損耗必須低,且溫度穩定性好,為此,設計師通常選擇聚酯或聚丙烯電容以達到這些性能。
什么是同時(shí)導通(shoot through)?如何防止?
當半橋狀態(tài)改變時(shí),可能會(huì )發(fā)生同時(shí)導通現象。有限的開(kāi)關(guān)轉換時(shí)間使要關(guān)閉的開(kāi)關(guān)的導通狀態(tài)與要打開(kāi)的開(kāi)關(guān)的導通狀態(tài)輕微重疊。在重疊期間,電流從一個(gè)軌流出,通過(guò)兩個(gè)器件,進(jìn)入另一個(gè)軌中,從而降低了可靠性并增加了總諧波失真(THD)?梢杂盟绤^時(shí)間來(lái)避免同時(shí)導通,死區時(shí)間是指每次開(kāi)關(guān)轉換中,兩個(gè)開(kāi)關(guān)到?jīng)]有導通的短暫間隔。
可以編程死區時(shí)間來(lái)優(yōu)化D類(lèi)功率級性能嗎?
是的。某些門(mén)極驅動(dòng)器芯片提供死區時(shí)間編程,可最大限度減小電路噪聲的影響,為沒(méi)有或不能使用反饋的系統提供干凈的噪聲本底。這樣,就可使開(kāi)環(huán)及閉環(huán)放大器具有極佳的THD性能。
D類(lèi)功率級需要什么保護方法?
功率級的最重要的保護是過(guò)流保護。保護電路可用一個(gè)電流檢測電阻,或更經(jīng)濟一點(diǎn)但欠精確的FET導通電阻。其他主要的保護特征包括測量驅動(dòng)器和FET溫度,進(jìn)行過(guò)溫保護,以及在故障條件下能快速切斷橋的快速斷電保護。
用什么方法使D類(lèi)功率級的EMI最?
橋開(kāi)關(guān)的續流二極管的反向恢復是產(chǎn)生電磁干擾(EMI)的一個(gè)主要來(lái)源。為最大限度降低這些開(kāi)關(guān)尖峰,應使橋功率電路的印刷電路板(PCB)跡線(xiàn)阻抗最小。通過(guò)增加門(mén)極的串聯(lián)電阻以減慢橋開(kāi)關(guān)的上升和下降時(shí)間也能降低EMI,但卻使開(kāi)關(guān)損耗增大。
為什么D類(lèi)功率級的布局很重要?
在所有高頻開(kāi)關(guān)功率應用中,PCB的布局就是電路。優(yōu)秀的設計與勉強或根本無(wú)法工作的設計的差別就在于布局的阻抗。銅面比跡線(xiàn)的阻抗低。要使高電流路徑的環(huán)路面積最小。將高dV/dt信號與敏感節點(diǎn)分離開(kāi)。仔細選擇控制電路和功率電路地的連接點(diǎn)。
對D類(lèi)功率級,功率MOSFET的哪些特點(diǎn)很關(guān)鍵?
D類(lèi)放大器通常以400 kHz開(kāi)關(guān),使音頻譜內沒(méi)有開(kāi)關(guān)噪聲,因此,選擇最低導通電阻的FET還不夠?傞T(mén)極電荷顯著(zhù)增加了高頻下的總損耗,如果設計師沒(méi)有仔細選擇開(kāi)關(guān),該損耗將會(huì )大于導通損耗。
D類(lèi)放大器中泵是什么含義?
半橋拓撲會(huì )造成總線(xiàn)泵(bus pumping),造成與輸出極性相反的電源軌端電平升高,或充電。當低占空比開(kāi)關(guān)接通時(shí),電感的能量就傳輸至該軌。放大器增益與軌電壓成比例,因此泵會(huì )帶來(lái)失真。全橋拓撲消除了泵,但卻增加了元件數量。
測試D類(lèi)放大器的性能時(shí)應考慮哪些因素?
D類(lèi)放大器的輸出包含帶外的開(kāi)關(guān)噪聲,使傳統音頻分析儀讀數產(chǎn)生錯誤。然而,只要音頻分析儀輸入濾波器合適,將能得到正確的讀數。
我司長(cháng)期致力于D類(lèi)放大器的推廣銷(xiāo)售,詳細的產(chǎn)品資料請查閱:http://www.webuyspringsrealestate.com/product_1012.htm
|