工程师参考手册（一）：D类功放设计须知

　　由于MOSFET开关速度很快，对于这种功放它是你最好的选择。它是一个多数载流子器件，相对于IGBT和BJT它的开关时间比较快，因而在功放中有比较好的效率和线性度。而MOSFET的选择是基于功放规格而定。因而在选择器件以前要知道输出功率和负载阻抗（如100W 8Ω），功率电路拓扑（如半桥梁或全桥），调制度（如89%—90%）。

　　5、 MOSFET中的功率损耗

　　功率开关中的损失在AB线性功放和D类功放之间是截然不同的。首先看一下在线性AB功放中的损耗，其损耗可以定义如下：

　　K是母线电压与输出电压的比率。

　　对于线性功放功率器件损耗，可以简化成下面的公式：

　　需要说明的是AB功放功率损耗与输出器件参数无关。

　　现在一起看一下D类功放的损失，在输出器件中的全部损耗如下：

　　Ptotal=Psw+Pcond+Pgd

　　Psw是开关损耗

　　Pcond是导通损耗，

　　Pgd是栅极驱动损耗

　　从上式可看于D类功放的输出损耗是根据器件的参数来定的，即基于Qg（栅极电荷）、Rds（on）（静态漏源通态电阻）、Coss（MOSFET的输出电容）和tf（MOSFET下降时间），所以减少D类功放损耗应有效选择器件，图4是D类功放的功率损耗和K的函数关系。

　　6、 半桥和全桥结构拓扑的对比

　　和普通的AB类功放相似，D类功放可以归类成两种拓扑，分别是半桥和全桥结构。每种拓扑都各有利弊。简而言之，半桥简单，而全桥在音频性能上更好一些，全桥拓扑需要两个半桥功放，这样就需要更多的元器件。尽管如此，桥拓扑的固有差分输出结构可以消除谐波失真和直流偏置，就像在AB功放中一样。一个全桥拓扑允许用更好的PWM调制方案，比如量化几乎没有错误的三水平PWM方案。

　　在半桥拓扑中，电源面临从功放返回来的能量而导致严重的母线电压波动，特别是当功放输出低频信号到负载时。能量回流到电源是D类功放的一个基本特性。在全桥中的一个臂倾向于消耗另一个臂的能量。所以就没有可以回流的能量。

　　7、 不完美失真和噪音产生

　　一个理想的D类功放没有失真，在可听波段没有噪音且效率足100%。然而，实际的D类功放并不完美并且会有失真和噪音。其不完美是由于D类功放产生的失真开关波形造成的。原因是：

　　*从调制器到开关级由于分辨率限制和时间抖动而导致的PWM信号中的非线性。

　　*加在栅极驱动上的时间误差，如死区时间，开通关断时间，上升下降时间。

　　*开关器件上的不必要特征，比如限定电阻，限定开关速度或体二极管特征。

　　*杂散参数导致过度边缘的震荡。

　　*由于限定的输出电阻和通过直流母线的能量的反作用而引起得电源电压波动