基于D類功放的寬范圍可調開關電源的設計

由此可見，通過對D類功放的開關電源的改造構成了一個實用的PWM開關電源。

4 D類功率集成電路在實用寬范圍可調PWM開關電源的運用實踐與分析

當前的D類功率放大器集成電路（包括前端控制電路和后級H橋）種類繁多，功能完善，放大器內部已具有完善的誤差反饋放大電路、保護電路、三角波發(fā)生器和比較器等。為開發(fā)經濟實用、功能完善的通用開關電源提供了極大的方便。

圖9就是在利用美國國家半導體公司新推出的LM4651和LM4652設計的D類超低音功率放大器電路基礎上，改造成的一款通用開關電源的實驗電路（其中的括號內的元件參數是按電源運用而使用的）。

圖9 用LM4651＋LM4652D類功放模塊構建的實驗PWM開關電源

LM4651是PWM控制/驅動器IC，內置振蕩器、PWM比較器、誤差放大器、反饋放大器、電平移位與高端驅動器、低端驅動器及欠壓、過熱、短路和過調制保護電路。

LM4652是采用15腳（其中腳6、8、9、11、12未連接）TO－220封裝的半橋功率MOSFETIC，4只MOSFET的擊穿電壓V(BR)DSS=50V，漏極電流ID=10A，通態(tài)電阻RDS(ON)=200mΩ（典型值），開啟電壓VGS(th)=0.85V（典型值）。

LM4651中振蕩器頻率fosc=1×109/(4000＋Rosc)，其中Rosc=R6=3.9kΩ，于是PWM頻率fosc=125kHz。

輸入的直流調整信號Vin經C1及R1和腳10輸入到增益為17．5dB的誤差放大器。

LM4652的腳7和腳15上的H橋開關輸出通過RC濾波器濾波，由R7～R10的采樣電路取樣后，反饋至LM4651的腳14、腳19經內部反饋測量放大器，再從腳9輸出到腳10，為誤差放大器提供一個單端反饋信號Vf，反饋電壓Vf和Vin疊加形成開關電源的脈寬調制與電壓控制信號（Vc）。Vc=Vin＋Vf與振蕩器產生的三角波進行比較，在PWM比較器輸出端產生一個占空比與輸入電平成正比的方波脈沖，以驅動IC2中的功率MOSFET。

LM4652腳7和腳15的開關輸出，經L1、C16和L2、C17低通濾波，向負載輸出直流電壓、電流。

這款實驗電路的輸出電壓隨輸入端WR的調節(jié)，可以在接近電源±VEE的幅度實現隨意的調節(jié)和穩(wěn)定的輸出。但其功率受LM4652的限制，最大輸出在100W左右，略小于它在音頻功放時的輸出，同時，由于LM4652本身耐壓和功耗的限制，而沒有用220V的交流直接整流供電給末級，而是通過變壓器降壓到音頻運用時的電壓范圍（±24V/18V交流）。在實際開關電源運用時，可以通過使用分立器件的大功率高耐壓開關器件來替代LM4652，從而構成實用的開關電源輸出電路。

5 結語

通過上面實驗電路的設計與制作說明，基于D類功?放大器集成電路的開關電源是完全可以實現的。利用現成的D類功放成品器件制作PWM開關電源，避免了在開發(fā)通用寬范圍可調開關電源的核心控制電路上的設計花費與制作，同時構成的電源電路又相對簡單，配以各種功率的H橋可以獲得各種功率的輸出，以適用于更為廣泛的應用場合。