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增强高功率D类音频放大器设计中的性能和可靠性

作者:时间:2011-01-17来源:网络收藏

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/187650.htm

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电平变换
由于输入电平转换的要求,实现双态D类放大器可能有一定难度。 在D类放大器中,最好为功率MOSFET阶段提供高压供电轨(±VSS)。实际D类放大器设计中,±100Vdc电压可以在8负载上产生高达600W的音频功率
大多数现有高电压IC(HVIC)D类驱动器缺乏将低压调制部分转为高压电源部分的能力。能够提供电平转换的驱动器有也有其他不足,这使得它很难成为D类操作的理想选择(例如,驱动器输出接地端子采用负电压轨,要求输入驱动信号电平转换到负电源)。通过分立器件添加该项功能,成本高、设计难度大且占用大量空间,具备高电压双极供电接口的电平转换解决方案是D类设计的显著优势。
通常,大多数驱动器解决方案不提供输入输出隔离,也不提供驱动器间的隔离,因此需要额外元件提供电平转换机制。

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图3:低压数字调制器与高压双极输出电源之间接口需要电平转换
和噪声抑制
现有的典型栅极驱动器IC在20V/ns或更大的高电压瞬变时容易发生锁闭,通常情况下对高转换速率瞬变噪声(从功率级反馈耦合到精确数字输入端)没有抑制作用。在试图获得最佳音频保真度且保持本底噪声尽可能低时,缺乏噪声抑制是其主要劣势。
高频操作
D类栅极驱动器的最佳特性之一是能够在高开关频率下运行,且传播延迟最小。这些特性使得在反馈路径上的总循环延迟非常低,获得尽可能好的噪声。更高频率下运行也提高了“循环增益”,改善了放大器的失真。现有的大多数HVIC驱动器仅支持最高1MHz的调制频率。
集成度
在当今竞争激烈的全球市场上,集成了所有这些特性的解决方案,将为D类放大器设计人员提供很大便利,他们可以通过缩短设计时间、减少元件数量、降低插入成本以及因较多器件数量而带来的较低,从而使其产品尽早上市。
小结
D类放大器的特性远远超越了传统模拟放大器,包括更低的THD、更小的电路板空间、更高的功率效率和更低的BOM成本。高集成的栅极驱动器IC对系统构架和音频都有显著的积极作用。Silicon Labs公司的Si8241/8244音频驱动器是首个集成所有特性到单一IC封装的D类放大器解决方案。这些栅极驱动器的优点包括:为最低THD和最佳功效提供高精度死区时间设置;无需为输入信号电平转换而增加复杂设计和器件数量;隔离的输出驱动器,简化双态开关器实现;对瞬变电源有较高抑制力。要想了解有关Si824x D类音频驱动程序的更多内容,以及如何利用这些栅极驱动器为高保真音频市场提供新的设计思路,请访问:www.silabs.com/audio-driver


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关键词: 高功率 D类音频放大器 性能 可靠性

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