基于D類功放的寬范圍可調(diào)開關(guān)電源的設(shè)計

作者：時間：2011-03-25 來源：網(wǎng)絡(luò)

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3 在D類放大器的基礎(chǔ)上進行可調(diào)穩(wěn)壓電路的設(shè)計

3．1 PWM脈沖基本頻率的設(shè)定

由于D類功放的PWM信號頻率基于三角波發(fā)生器的頻率，而且是為音頻信號服務(wù)的，所以，三角波和PWM頻率一般都設(shè)計得較高，為150～500kHz，這使得開關(guān)電源的輸出電壓的紋波小，電源的紋波系數(shù)高。因此，這一部分仍然使用原來的三角波發(fā)生器的設(shè)計，可以不改動原來的核心電路，特別是在使用成品D類功放電路構(gòu)造開關(guān)電源時可以不改動原電路。

如果不用成品D類功放電路構(gòu)造開關(guān)電源，可以使用LM556等電路來構(gòu)造三角波發(fā)生器，具體電路及振蕩頻率的計算已有很多資料介紹，不再贅述。

三角波的輸出應(yīng)有足夠的幅度，一般選±VPP=±（3～5）V，以給比較電路足夠的信號強度。

3．2 電壓調(diào)整部分的設(shè)計

電壓調(diào)整部分的設(shè)計就是要改造原來的D類功放的輸入端，即去掉原來的輸入耦合電容，把一個可調(diào)穩(wěn)壓電路（如圖5所示）的輸出連接到輸入端，代替原來的音頻信號，使原來的功放輸入信號Vin=（VW＋Vf）可以隨著WR的調(diào)節(jié)在正負區(qū)間變化。

圖5 電壓調(diào)節(jié)與采樣穩(wěn)壓部分電路設(shè)計圖

3．3 穩(wěn)壓部分電路的設(shè)計

作為一個開關(guān)電源，應(yīng)具有足夠的電壓穩(wěn)定度，這就要有采樣電路在輸出端進行電壓采樣，并經(jīng)過反饋電路反相回送到輸入端，通過對輸入直流電壓大小的控制完成電源的PWM脈寬調(diào)節(jié)，控制輸出電壓穩(wěn)定在WR調(diào)節(jié)設(shè)定的電壓值上，電壓采樣與反饋實驗電路設(shè)計如圖5所示。

穩(wěn)壓工作原理可分析如下：

在D類功放輸入端送入一個直流電壓，在輸出端得到一個濾波后的直流電壓，輸入端的正負變化將在輸出的正負相端得到對應(yīng)的正負電壓輸出，從而在采樣電路的Ro上獲得一個電壓降ΔVR，ΔVR經(jīng)反相放大后再和參考電壓進行疊加，形成輸入端的調(diào)節(jié)電壓Vin，送入D類功放的輸入端。例如，當(dāng)輸出電壓的絕對值增加，則有

│ΔVR│↑—→│Vf│↓—→│Vin│=│VW＋Vf│↓—→PWM正或負相脈寬變窄—→輸出濾波后電壓│Uout│降低—→穩(wěn)壓。反之亦然。

3．4 輸出濾波電路部分的設(shè)計與改造

D類功放的輸出通過H橋直連濾波電路，因此，在一定條件下運用時可以省去開關(guān)變壓器，降低整個電路的成本。

D類功放的輸出濾波器參數(shù)（濾波電感L、濾波電容C）的大小是按照音頻輸出要求選定的，故其輸出截止頻率f較高，一般在20kHz以上。但運用到電源電路上,輸出的是一個直流電壓信號，所以，截止頻率應(yīng)該很低，故濾波電感L和濾波電容C都取得較大，這可以參照一般的PWM開關(guān)電源的參數(shù)，比如濾波電容的容量要達到1000μF以上，以盡量地濾除交流信號。這一部分的電路如圖6所示。