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D类功率放大器

主讲：钟洪声

传统的线性放大器

AB类放大器采用线性调整晶体管来调节输出电压。

在温升测试条件下，η=30%

传统的线性放大器

A类放大器的输出管在信号变化的整个周期都处于放大状态，

因此具有最小的失真和最高的保真度。但是，由于Ａ类放大器中

加在晶体管上的平均电流和平均电压均较大，所以晶体管耗散的

功率大，放大器效率低。理论上Ａ类放大器的最大效率只有25%

或50%（根据负载方式而定）。

B类和AB类放大器在静态时输出管的电流为零或较小，直流

功耗低，故效率较高。理论上B类放大器的最高效率为78.5%。

B类和AB类放大器的效率虽然比A类好很多，但实际效率也

只能达到50%左右，在很多场合任然不能令人满意。

D类放大器

D类放大器采用MOSFET，工作在ON或OFF的状态。

输出器件通过ON或OFF的状态，采用PWM技术来表达模拟信号。

D类放大器

D类放大器的输出管工作在开关状态，通过控制开关单元的

ON/OFF驱动负载。这样可以获得很高的放大器效率，理论值为

100%，实际上可做到90%以上。

效率：丁类vs.甲乙类满功率400W的丁类放大器模块

D类放大器最主要的特点是效率高、体积小。随着数字技术

的发展，D类放大器的应用日益广泛。

半桥D-class拓扑

全桥D-class拓扑

使用离散BJT的驱动器使用IC的驱动器

采用LC低通滤波器对开关级输出的PWM进行滤波。

LC滤波器中所用的电感

设计并制作一个D类功率放大器

频率范围：300~3400Hz

放大倍数：10

最大输出功率：不小于0.5W（8Ω负载）

效率：优于70%

简单D类功率放大器

——增加了D类开关级和输出滤波器的PWM调制器

改进D类功率放大器的性能

——增加反馈回路以及误差放大器

R

Af

uR

为防止电路发生振荡，需要进行频率补偿。

采用很简单的自振荡PWM调制器

用开关输出级扩展调制器的输出电流

增加LC滤波器

很简单的自振荡PWM调制器

u为零时，电容充放电的速度相同，这时调制器的输出u为占空比50%的方波；

IO

u增加时，电容的充电速度将加快，放电速度将变慢，u的占空比减小；

IO

u减小时，电容的充电速度将变慢，放电速度将加快，u的占空比增加。

IO

能输出大电

流的比较器

D类音频功率放大器参考设计

谢谢大家！

电子科技大学：钟洪声