工程師參考手冊(cè)（四）：D類(lèi)功放設(shè)計(jì)須知

　　1．5 負(fù)反饋

　　負(fù)反饋是LPF電路，將檢測(cè)到的輸出級(jí)音頻成分反饋到輸入級(jí)，與輸入信號(hào)比較，對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償、校正、噪聲整形，以此改善功放線性度，降低電源中紋波（電源抑制比，PSRR）。負(fù)反饋可減小通帶內(nèi)因脈沖寬度調(diào)制、輸出級(jí)和電源電壓變化而產(chǎn)生的噪聲，使輸出PWM中低頻成分總能與輸入信號(hào)保持一致，以得到很好的THD，使聲音更加豐富精確。

　　1．6 功耗效率分析

　　D類(lèi)效率在THD《7％情況下，可達(dá)85％以上效率，遠(yuǎn)高于普及使用的最大理論效率78.5％的線性功放。根本原因在于輸出級(jí)MOSFET完全工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)。理論上，D類(lèi)功放效率為：

　　假設(shè)D類(lèi)功放MOSFET導(dǎo)通電阻為RON，所有其他無(wú)源電阻為RP，濾波器電阻為RF，負(fù)載電阻為RL，則不考慮開(kāi)關(guān)損耗的效率為：

　　式中：fOSC是振蕩器頻率；tON和tOFF分別是MOSFET開(kāi)、關(guān)頻率。此時(shí)效率為：

　　由上述公式得知，D類(lèi)功放中負(fù)載RL，相對(duì)其他電阻，比值越大效率越高；MOSFET作為續(xù)流開(kāi)關(guān)，所消耗的功率幾乎等于MOSFET導(dǎo)通阻抗上I2RON損耗和靜態(tài)電流總和，相比較輸出到負(fù)載的功率幾乎可忽略。所以，其效率遠(yuǎn)高于線性功放，如圖5所示。非常適應(yīng)現(xiàn)今綠色節(jié)能的要求，適合被平板等數(shù)字視聽(tīng)產(chǎn)品規(guī)模使用。

　　2 D類(lèi)功放需要注意的關(guān)鍵點(diǎn)

　　在D類(lèi)設(shè)計(jì)應(yīng)用中需注意以下幾點(diǎn)：

　　2．1 Deadtime（死區(qū)校正）

　　全橋MOSFET管輪流成對(duì)導(dǎo)通，理想狀態(tài)一對(duì)導(dǎo)通，另一對(duì)截止，但實(shí)際上功率管的開(kāi)啟關(guān)斷有一個(gè)過(guò)程。過(guò)渡過(guò)程中，必有一瞬間，如圖3所示，在IN1／IN3尚未徹底關(guān)斷時(shí)IN2／IN4就已開(kāi)始導(dǎo)通；因MOSFET全部跨接于電源兩端，故極端的時(shí)間內(nèi)，可能會(huì)有很大的電壓電流同時(shí)加在4個(gè)MOSFET上，導(dǎo)致功耗很大，整體效率下降，而且器件溫升加劇，燒壞MOSFET，降低可靠性。為避免兩對(duì)MOSFET同處導(dǎo)通狀態(tài)，引起有潛在威脅的很大短路電流，應(yīng)保證一對(duì)MOSFET導(dǎo)通和另一對(duì)MOSFET截止期間有一個(gè)很短的停滯死區(qū)時(shí)間（Dead-time），這個(gè)時(shí)間由Logic邏輯控制器控制，以有效保證一組MOSFET關(guān)斷后，另一組MOSFET再適時(shí)開(kāi)啟，減小MOSFET損耗，提高放大器效率。

　　但Deadtime設(shè)置不當(dāng)，將出現(xiàn)如下問(wèn)題：