CLASS-D-AMP 离我们有多近日期：2008-04-18 前言音频功率放大器 .PDFVIP

北京讯业互联科技有限公司 CLASS-D-AMP 离我们有多近 王卫无 日期：2008-04-18 前言 音频功率放大器目前常见的有这些种类： 1） CLASS-A：也叫甲类放大器，功率管工作在线性区，故效率较低、发热高。 理论效率 50％，实际大约 20%~30%，目前一般在 200W以下。 2） CLASS-AB：也叫甲乙类推挽输出放大器，功率管工作在半周线性区，效 率一般、发热中等。理论效率 66％，实际大约 50%~60%,目前做到千瓦级。 3） CLASS-H：甲乙类的变种，功率管工作在半周线性区，大信号用高压供电， 小信号用低压供电。理论效率取决于电压门限，实际大约 60%~80%,目前 做到千瓦级。 4） CLASS-D：也叫 PWM 开关类调制解调放大器，受功率器件工艺的限制，目 前调制频率大多在 1Mhz 以下，功率管工作在开关状态。半桥输出功率突 破 500W 较困难，效率基本都在 90%以上。 以下重点介绍笔者业余制作的 CLASS-D 功率放大器，包括：架构、性能和应用 展望。 CLASS-AB架构 1 北京讯业互联科技有限公司 CLASS-D架构 CLASS-D-V1.0：采用 IRF()公司的方案：IRS20124S 和 IRFB4020，由于 PCB 采用母板和子板的插接架构，发现电磁辐射(EMI)是最大的 问题。当然，当时的想法只是验证、了解 CLASS-D 的现状、该方案的可行性和 输出功率扩展空间…。但通过实验，同时也发现该方案的自举电路有缺陷。 CLASS-D-V1.1：与 V1.0 采样同样方案，才用单板结构。EMI 问题有改善，但正 弦波信号测试发现：正半周提前削峰，并且输出滤波电感和功率 MOS 管发热严 重。怀疑自举电路和滤波电感仍然存在缺陷。设计冻结… CLASS-D-V1.2：采用 UCD180(http://www.hypex.nl)方案，分离件设计。测试结 果更糟：功率管烧了许多对，仍然无法控制 PWM 频率、死区，并且一致性、稳 定性非常难控制。也许笔者还没完全理解 UCD180 方案的技术细节，也许需要买 个成品 UCD180 模块来测试下…总之，在老总的提示下，核算了 V1.2 和 V1.1物 料成本，发现都差不多…于是，冻结 UCD180分离件方案设计! CLASS-D-V1.3：改良 V1.1 方案，采用最大化功能设计模式 （不用的模块可裁减）、 改良自举电路、深入了解滤波电感磁性材料特性、并重设计它、优化了 PCB 布 局…终于，V1.3 的测试性能和预期设计性能基本相付，并且生产工艺、稳定性 和一致性得到很好的控制。实物见图 1（正面）和图 2（反面），尺寸：100mm x 100mm 单声道 2 北京讯业互联科技有限公司 图 1（实物正面）