基于D类音频放大器的程控交流电源的设计

作者：时间：2010-08-02来源：网络收藏

使用D类音频放大器IRS2092的BTL接法，一个全桥使用两个半桥输出级，并以差分方式驱动负载。全桥结构是通过转换负载的导通路径来工作的，因此负载电流可以双向流动，无须负电源或隔直电容。在相同电源电压下，理论上提供的最大输出功率是半桥式放大器的4倍。它可以推广应用到更高输出功率的AC/AC转换电源。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/180640.htm

关键技术设计
 程控交流电源要求0～5V程控直流电平输入对应AC 0～500V（有效值）输出。通过改变D类音频放大器的正弦波输入的幅度即可实现最大500V正弦波对应输出。但是，首先需要解决0～5V程控直流电平如何转换成D类音频放大器的正弦波输入的问题。

CD4051是8通道数字控制模拟开关，有三个二进制控制输入端A、B、C和INH输入，相当于一个单刀八掷开关，开关接通哪一通道，由输入的3位地址码A、B、C来决定。INH是禁止端，当INH=1时，各通道均不接通。此外，CD4051还设有一个电源端VEE，以作为电平位移时使用，从而使得在单电源供电条件下CMOS电路所提供的数字信号能直接控制这种多路开关，并使这种多路开关可传输峰峰值达15V的交流信号。例如，若模拟开关的供电电源VDD=+5V，VSS=0V，当VEE=-5V时，只要对此模拟开关施加0～5V的数字控制信号，就可控制幅度范围为-5V～+5V的模拟信号。

图5 PWM输出波形

设计时，首先要考虑到如何产生固定幅度的正弦波基准信号以作为CD4051的模拟量输入。产生正弦波基准信号的方案有多种，可由文氏振荡器获得良好的正弦波形，也可先由比较器输出的方波经积分器得到三角波，再由差分放大器或采用低通滤波器的方法，实现三角波到正弦波的变换。

其次是高精度的正弦波基准信号的程控，最简单方法是使用微处理器进行12通道的A/D转换，用这12通道去控制CD4051的输入端A、B、C（INH=0时），即产生212=4096个状态。如图6所示，开关D1～D3控制模拟量低位，D4控制高位。通过合理计算R1a～R9d，0～4096个状态对应0～5V程控直流电平输入。需要注意的是，第4096状态产生的条件是12通道都为0时而第4个CD4051的INH=1时，它输出正弦波模拟量最大值。