工程師參考手冊(cè)（一）：D類功放設(shè)計(jì)須知

　　由于MOSFET開(kāi)關(guān)速度很快，對(duì)于這種功放它是你最好的選擇。它是一個(gè)多數(shù)載流子器件，相對(duì)于IGBT和BJT它的開(kāi)關(guān)時(shí)間比較快，因而在功放中有比較好的效率和線性度。而MOSFET的選擇是基于功放規(guī)格而定。因而在選擇器件以前要知道輸出功率和負(fù)載阻抗（如100W 8Ω），功率電路拓?fù)洌ㄈ绨霕蛄夯蛉珮颍?，調(diào)制度（如89%—90%）。

　　5、 MOSFET中的功率損耗

　　功率開(kāi)關(guān)中的損失在AB線性功放和D類功放之間是截然不同的。首先看一下在線性AB功放中的損耗，其損耗可以定義如下：

　　K是母線電壓與輸出電壓的比率。

　　對(duì)于線性功放功率器件損耗，可以簡(jiǎn)化成下面的公式：

　　需要說(shuō)明的是AB功放功率損耗與輸出器件參數(shù)無(wú)關(guān)。

　　現(xiàn)在一起看一下D類功放的損失，在輸出器件中的全部損耗如下：

　　Ptotal=Psw+Pcond+Pgd

　　Psw是開(kāi)關(guān)損耗

　　Pcond是導(dǎo)通損耗，

　　Pgd是柵極驅(qū)動(dòng)損耗

　　從上式可看于D類功放的輸出損耗是根據(jù)器件的參數(shù)來(lái)定的，即基于Qg（柵極電荷）、Rds（on）（靜態(tài)漏源通態(tài)電阻）、Coss（MOSFET的輸出電容）和tf（MOSFET下降時(shí)間），所以減少D類功放損耗應(yīng)有效選擇器件，圖4是D類功放的功率損耗和K的函數(shù)關(guān)系。

　　6、 半橋和全橋結(jié)構(gòu)拓?fù)涞膶?duì)比

　　和普通的AB類功放相似，D類功放可以歸類成兩種拓?fù)?，分別是半橋和全橋結(jié)構(gòu)。每種拓?fù)涠几饔欣?。?jiǎn)而言之，半橋簡(jiǎn)單，而全橋在音頻性能上更好一些，全橋拓?fù)湫枰獌蓚€(gè)半橋功放，這樣就需要更多的元器件。盡管如此，橋拓?fù)涞墓逃胁罘州敵鼋Y(jié)構(gòu)可以消除諧波失真和直流偏置，就像在AB功放中一樣。一個(gè)全橋拓?fù)湓试S用更好的PWM調(diào)制方案，比如量化幾乎沒(méi)有錯(cuò)誤的三水平PWM方案。

　　在半橋拓?fù)渲?，電源面臨從功放返回來(lái)的能量而導(dǎo)致嚴(yán)重的母線電壓波動(dòng)，特別是當(dāng)功放輸出低頻信號(hào)到負(fù)載時(shí)。能量回流到電源是D類功放的一個(gè)基本特性。在全橋中的一個(gè)臂傾向于消耗另一個(gè)臂的能量。所以就沒(méi)有可以回流的能量。

　　7、 不完美失真和噪音產(chǎn)生

　　一個(gè)理想的D類功放沒(méi)有失真，在可聽(tīng)波段沒(méi)有噪音且效率足100%。然而，實(shí)際的D類功放并不完美并且會(huì)有失真和噪音。其不完美是由于D類功放產(chǎn)生的失真開(kāi)關(guān)波形造成的。原因是：

　　*從調(diào)制器到開(kāi)關(guān)級(jí)由于分辨率限制和時(shí)間抖動(dòng)而導(dǎo)致的PWM信號(hào)中的非線性。

　　*加在柵極驅(qū)動(dòng)上的時(shí)間誤差，如死區(qū)時(shí)間，開(kāi)通關(guān)斷時(shí)間，上升下降時(shí)間。

　　*開(kāi)關(guān)器件上的不必要特征，比如限定電阻，限定開(kāi)關(guān)速度或體二極管特征。

　　*雜散參數(shù)導(dǎo)致過(guò)度邊緣的震蕩。

　　*由于限定的輸出電阻和通過(guò)直流母線的能量的反作用而引起得電源電壓波動(dòng)