D类放大器IC芯片 (d类放大器和ab类区别)

D类放大器是损耗低、发热少的放大器，过去因为其高效率与低失真不能两全，主要用于马达驱动或变换器等。近年由于技术的进步，D类放大器开始进入音频领域，并且实现了电路的集成化。一、D类放大器专用IC目前的D类放大器，其结构主要分以下四种。1．单片IC型：在一片IC内集成了D类放大器的全部功能电路，如PWM变换、栅极驱动、MOSFFT等，外接滤波器就可驱动扬声器，其结构如图1a。与前几年相比，目前的单片D类放大器性能已大大提高。表1列出了各厂商从1W至W单片D类放大器。

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2．两片IC+MOSFET型：单片IC由于受耐压的*，不易得到大功率输出。采用图1b的结构，用PWM变换IC、栅极驱动IC、与末级MOSFET可构成W输出的放大器；栅极驱动IC选用IRSS或IRSS，其耐压达V。PWM变换IC选用TAS或STAA。表2列出了可选用的功率MOSFET。

3．两片IC型：由PWM变换IC和D类功率IC构成，如图1c。PWM变换IC可选用前述型号；D类功率IC内部集成了驱动电路和MOSFET，在4Ω负荷上可得到W输出功率。表3是这种结构的例子。

4．单片IC+MOSFET型：由D类放大器专用驱动IC驱动功率-MOSFET，如图1d。其代表芯片为IRS，内部集成了误差放大器、PWM变换、栅极驱动、噪声抑制及双向过流检测电路，还具有对应MOSFET开关速度的静寂时间设定功能。图2是采用IRS的放大器结构，可得到W输出功率。

二、改进D类放大器的工艺一般的D类放大器有以下缺点：●电源电压变动引起性能下降●因静寂时间产生失真●开关状态的辐射噪声等。这些都是需要攻克的课题。1．电源电压变动的对策D类放大器输出PWM信号，通过低通滤波器取出模拟音频信号。PWM信号的振幅和脉宽，决定了输出至扬声器的电平，而振幅就是电源电压。所以电源电压的变化，最终表现为音频信号的失真和噪声。特别是便携式产品，电池电压下降引起的性能下降，不容忽视。TI公司生产的TPAD1，在芯片内设有升压变换器(如图3)，其电源电压范围为1．8V一5．5V：锂离子电池的电压范围为2.3V-4．8V，在此范围内，该芯片可保持最大输出功率不变。

同样，LM也在芯片内设置丁升压型DC—DC电源变换器。2．减小失真的技术D类放大器的末级，在电源与地之间连接了两只串联的MOSFET，在开关状态时，若两只MOSFET同时导通，电源就会流过过大的电流。为避免这种情况，就需要设定短暂的截止时间，即合适的静寂时间。但静寂时间使D类放大器的失真特性大打折扣，图4是静寂时间与失真率的依存关系。理论上，静寂时间为零，失真也为零。但在实际上仍有较小的失真。在外附功率-MOSFET的电路中，静寂时间没定为ns～ns为宜。

现在已有一种被称为“零静寂时间开关”的技术，可以保证在零静寂时间下也不会损坏MOSFET、电路如图5，在末级栅极驱动电路中，适当设定晶体管导通电阻的比率，组合成高速4相驱动电平移动电路，使高位和低位驱动的延迟时间严密配合。驱动晶体管导通电阻的合适比率由下式表示：Rq4／(Rq5+Rq1)<VT／Vboot，式中：Rq5、Rq1，分别造Q5、Q1的导通电阻，VT、Vboot分圳是功率-MOSFET的阈值电压、浮动电源电压。

NXP公司生产的TDAB就是具有零静寂时间开关技术的单片D类放大器图6是线性放大器和D类披大器线性误差(失真)特性比较的示意图。AB类放大器在零点附近的线性*：而D类放大器却很好，但在正、负方向有少许输出电流时，受静寂时间影响，线性有恶化倾向。

A类放大器因为加大了空载电流师失真减小，同样，D类放大器因缩短了静寂时间而改善了失真。零静寂时间开关是减少D类放大器失真的技术，可与A类放大的工作状态相媲美。3．多台D类放大器同时工作的噪声对策在5．1声道*中，多台D类放大器同时工作，若它们的时钟频率有偏差，就会产生差拍噪声。防止这种噪声可利用“主/从功能”：●从主功放向其他功放提供时钟。●用一个时钟振荡电路向全部功披提供时钟。