D類音頻功率放大器設(shè)計基礎(chǔ)

　　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)拓撲的對比

　　和普通的AB類功放相似，D類功放可以歸類成兩種拓撲，分別是半橋和全橋結(jié)構(gòu)。每種拓撲都各有利弊。簡而言之，半橋簡單，而全橋在音頻性能上更好一些，全橋拓撲需要兩個半橋功放，這樣就需要更多的元器件。盡管如此，橋拓撲的固有差分輸出結(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。一個全橋拓撲允許用更好的PWM調(diào)制方案，比如量化幾乎沒有錯誤的三水平PWM方案。

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

　　7、 不完美失真和噪音產(chǎn)生

　　一個理想的D類功放沒有失真，在可聽波段沒有噪音且效率足100%。然而，實際的D類功放并不完美并且會有失真和噪音。其不完美是由于D類功放產(chǎn)生的失真開關(guān)波形造成的。原因是：

　　*從調(diào)制器到開關(guān)級由于分辨率限制和時間抖動而導(dǎo)致的PWM信號中的非線性。

　　*加在柵極驅(qū)動上的時間誤差，如死區(qū)時間，開通關(guān)斷時間，上升下降時間。

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

　　*雜散參數(shù)導(dǎo)致過度邊緣的震蕩。

　　*由于限定的輸出電阻和通過直流母線的能量的反作用而引起得電源電壓波動

　　*輸出LPF中的非線性。

　　一般來講，在柵極信號中的開關(guān)時間誤差是導(dǎo)致非線性的主要原因。特別是死區(qū)時間嚴(yán)重影響了D類功放的線性。幾十納秒少量的死區(qū)時間很容易就產(chǎn)生1%以上的THD(總諧波失真),見圖5(c)所示。

　　8、 死區(qū)時間(見圖5(a)所示是如何影響非線性的)

　　其圖5(a)(b)(c)為死區(qū)時間(或稱延時時間)對失真的影響示意圖。D類輸出級中的工作模式可以根據(jù)輸出波形如何跟隨輸入時間可歸類成三個不同的區(qū)域。在這三個不同的工作區(qū)，輸出波形跟隨高低端輸入信號的不同邊緣而變化的。