D类音频功放过流保护电路的设计

本文设计了一种D类音频功放的过流保护电路。通过和功率管同类型,缩小尺寸的采样管监测流过功率管电流的大小,因此在高侧功率管和低侧功率管过流时,使用一个基准电压值和一个比较器就可以完成过流检测及保护功能,有效降低了过流保护电路的功耗和版图面积。栅驱动电路通过一个自举电容不仅为高侧功率管及采样管的开启提供足够的驱动电压,还为过流保护电路提供选择控制信号,交替检测高低侧功率管的过流情况。过流保护电路采用耐高压结构,保证D类音频功放大功率输出时正常工作。     

一种零死区栅驱动电路的设计

设计了一种结构新颖、适用于各种同步整流结构的零死区栅驱动电路,并在全桥输出结构的D类放大器中对其可行性进行了验证。通过控制输出同步整流功率管在开关过程中同时切换,避免了功率管寄生体二极管的开启,从而消除了体二极管导通产生的电磁干扰。基于0.6μmBCD工艺,对提出的零死区栅驱动电路进行仿真验证,结果表明,当穿通电流小于45mA时,可以保证在300mA以内负载电流下功率管的寄生体二极管不开启。     

10-W D类音频功放输出级电路的设计

基于CSMC 0.5μm 40V高压BCD工艺设计了一种适用于大功率D类音频功放的输出级电路.通过合理设置功率管栅驱的死区时间,避免了功率管的同时导通,并使总谐波失真(THD)低至0.05%;通过减缓功率管的栅驱信号边沿,减小了功率管上的尖峰电流,从而使电源上的毛刺电压减小到0.24V;通过对导通损耗和开关损耗的整体考虑,确定了最优的功率管尺寸,在合理的版图面积条件下,达到了93%的效率.     

三款分立元件设计的D类功放的制作比较

在功率放大电路中,我们根据功率管（双极性三极管、MOS场效应管或者电子管）的导通角将功放分为A类、AB类、B类、C类、D类（又叫甲类、甲乙类、乙类、丙类、丁类）等工作状态,其中C类为谐振式的窄带放大器．一般用于高频功放,不适合频率跨度很大的音频功放。     

D类音频功率放大器

D类功放是基于脉冲宽度调制技术的开关放大器,包括脉冲宽度调制器(几百千赫兹开关频率)、功率桥电路、低通滤波器。这种类型的功放已经展示出很好的性能,要想设计出并实现电源效率高于90%,THD低于0郾01%,低电磁噪音的D类功率放大器,基至包括能将高保真音质技术引入的D类放大器,其首要的问题是掌握与D类音频功放设计有关的基础技术与原理。D类功放构成在D类功放中,器件要么完全导通,要么完全关闭,使其大幅度减少输出器件的功耗,效率达90%￣95%都是可能的。音频信号是用来调制PWM载波信号,其载波信号可以驱动输出器件,用最后的低通滤波器…     

D类功放输出功率调节电路设计

D类音频功放具有高效率的优点,但是随着功率的不断提高,通常需要完善的保护及限制电路。设计介绍了一种用于高功率D类音频功率放大器的输出功率调节电路,可以通过芯片外部引脚输入电压或编程的方式动态调节功放的输出功率。控制方式采用了限制输入信号最大幅度的方法,分别介绍了电路的控制原理与电路实现。测试结果显示,该电路达到了较好的调节效果,具有好的调节线性度,提高了高功率放大器电路的可靠性。     

一种新颖的D类音频功率放大器驱动电路

在D类功率放大器的设计中,为了提高驱动效率,需要一个高电平驱动H桥的高端LDNMOS管.文中设计了一种新颖的适用于D类功放的驱动电路,在芯片内部采用一个电荷泵电路.当芯片正常工作时,H桥低端LDNMOS管的驱动电平通过较大的电荷泵电容稳定在5.5V左右,H桥高端LDNMOS管的驱动电平通过自举电容高达18.8V,从而实现对D类功放H桥高端的驱动,这样既提高了驱动效率,又减少了对外部多个电源的需求.采用此电路的一款3-W的立体声D类功放已在TSMC06BCD工艺线投片,芯片效率高达89.67%,H桥高端和低端的导通电阻为320mΩ,电源抑制比(PSRR)为-62dB,THD低至0.1%,测量结果表明该驱动电路工作良好.     

一种新颖的D类音频功率放大器驱动电路

在D类功率放大器的设计中,为了提高驱动效率,需要一个高电平驱动H桥的高端LDNMOS管.文中设计了一种新颖的适用于D类功放的驱动电路,在芯片内部采用一个电荷泵电路.当芯片正常工作时,H桥低端LDNMOS管的驱动电平通过较大的电荷泵电容稳定在5.5V左右,H桥高端LDNMOS管的驱动电平通过自举电容高达18.8V,从而实现对D类功放H桥高端的驱动,这样既提高了驱动效率,又减少了对外部多个电源的需求.采用此电路的一款3-W的立体声D类功放已在TSMC06BCD工艺线投片,芯片效率高达89.67%,H桥高端和低端的导通电阻为320mΩ,电源抑制比(PSRR)为-62dB,THD低至0.1%,测量结果表明该驱动电路工作良好.     

一种高效单相电源Ⅰ类线性音频功放的设计

采用SMIC0.18μm3.3V CMOS工艺,实现了单相电源Ⅰ类线性音频功放的设计。为了提高AB类功放的效率,设计了一种新型结构的Ⅰ类线性音频功放,并理论推导了它的效率。Ⅰ类音频放大器中的电源转换器能根据输入音频信号连续调节AB类功放的功率电源电压以减小功率管上的压降。为了使单相电源下PMOS和NMOS功率管功耗同时得到优化,设计了增益变化的信号处理电路。输出级采用桥式结构,并由三级运放构成以提高线性度。测试结果表明,该功放向8Ω阻性负载提供功率在小于270mW范围内时,总谐波失真与噪声之和小于0.45%,最大效率达到70%;功率在100mW范围内时,效率比AB类提高了一倍,且测试效率曲线与理论推导吻合。     

音频功放芯片中AB类输出运放的设计

采用0.6μm DPDM工艺,设计出一款在静态功耗、失调电压、输出摆幅、输出功率、THD、速度和带宽等各方面性能都比较优良的AB类CMOS输出运算放大器,其主要应用于音频功放芯片。采用推挽式功率管输出,其主体部分采用折叠式共源共栅差分电路结构,偏置部分采用外部电流源供电,并使用共源共栅电流镜结构。供电电压为3~5 V,在5 V下的静态功耗为6 mW。能驱动32Ω耳机,其最大输出功率是90 mW。仿真结果表明,电路性能优良。     

D类音频功放中电流控制振荡器的设计

基于N阱0．5μmDPTM CMOS工艺,完成了D类音频功放中电流控制振荡器的设计。首先分析了电流控制振荡器的工作原理,然后着重介绍了振荡器的设计。仿真结果表明,5V电源电压下振荡器的频率为250kHz,温度在-40-120℃,电源电压在3-5V范围内,频率随温度和电源电压的改变很小,仅为4％。该电路应用于某款D类音频功放芯片。     

基于电流模技术的高保真声频放大器

采用电流模技术对高保真声频功率放大进行了研究与设计，结合实验和样机制作，实现了超宽频带超高速功率放大。随着SACD的日益普及，同目前流行的电压模高保真功放的性能相比，电流模高保真声频功率放大器将会有美好的发展前景。     

防破音D类音频功放的设计与应用

随着多媒体便携设备的普及,音频功放已经成为音频部分的标准配置,D类功放以其高品质高效的特点得到了越来越广泛的应用。在便携产品中,音频功放由于输入音乐信号过大或者电源电压过低,会产生削顶失真。采用防破音技术,可以通过自动增益调节技术来提供一个完美的解决方案。文章介绍了常见的防破音技术,提出了一种改进的AGC(自动增益控制)技术在D类功放中的设计与应用。改进的AGC技术通过对PWM输出的采样来判断失真程度,依据失真程度用防破音电路产生的PWM波形来自动调节运放增益,实现最大功率的无失真输出。     

CMOS PWM D类音频功率放大器的过流保护电路

基于Class-D音频功率放大器的应用,采用失调比较器及单边迟滞技术,提出了一种过流保护电路,其核心为两个CMOS失调比较器。整个电路基于CSMC0.5μmCMOS工艺的BSIM3V3Spice典型模型,采用Hspice对比较器的特性进行了仿真。失调比较器的直流开环增益约为95dB,失调电压分别为0.25V和0.286V。仿真和测试结果显示,当音频放大器输出短路或输出短接电源时,过流保护电路都能正常启动,保证音频放大器不会受到损坏,能完全满足D类音频放大器的设计要求。过流保护电路有效面积为291μm×59.5μm。     

声频功率放大器的音源选择电路

介绍声频功率放大器的书籍很多,大多数是介绍它的放大部份,对音源选择电路很少提及。这里介绍几种常见的音源选择电路,如轻触式电子开关式音源选择电路、用继电器组成的音源选择电路等,供大家参考。     

高效D类音频功率放大器的设计

D类功率放大器适应便携设备高效节能的客观需求,从而在音频模拟集成领域具有优势,随着设计技术的不断进步,D类功率放大器的性能指标也逐渐接近AB类放大器。通过分析基于CMOS工艺的D类音频功率放大器构成、驱动实现、性噪比、失真度等方面的特性来简要描述此类电路的设计思路。同时具体讨论了D类音频放大器各模块的工作原理和设计要点,针对设计要求比较高的驱动部分、抗干扰和噪声抑制部分以及抗EMS的设计都做了较详细的分析和论述。     

数字音频D类功放电源误差校正方法研究

为了实时校正供电电源噪声引起的数字音频D类功放输出误差,提出一种基于FPGA的电源误差校正方法。使用高精度ADC芯片将电源纹波信号转化为数字量后送入FPGA,校正模块根据电源纹波的大小对数字音频D类功放Sigma-Delta调制器输入值进行预校正处理,从而实现在功放输出端有效的抑制电源噪声。经过实际电路测试,该方法可以有效的抑制电源噪声对数字音频D类功放的影响,电源抑制比达到36.78 dB。     

音频功率放大器的CMOS电路设计

完成了一种桥式连接音频功率放大器的仿真和设计。该音频功率放大器的主体为桥式连接的两个运算放大器,使用尽可能小的外部组件提供高质量的输出功率,不需要输出耦合电容、 自举电容和缓冲网络。应用Cadence的Spectre模拟仿真工具进行电路仿真,得到其电路指标如频响特性、电源电压抑制比、总谐波失真等均达到要求。该音频功率放大器具有良好的市场应用前景。     

直接式数字功放技术

音响用的数字功放,普遍由开关电源模块和数字功放模块这两部分组成。非常多的科技人员在研究一个课题:用声频信号调制开关电源模块,开关电源不再输出直流电压,而是直接输出放大的声频信号,进而免去数字功放模块。介绍了一种将开关电源直接设计成数字功放的技术,能简化电路,提高稳定性,能为数字功放带来开关电源软开关技术所具有的优点。     

基于DSP的智能功放开关电源设计

针对音响功放环保节能的需要,设计一款新型功放开关电源的控制系统,该系统可应用于大型功放系统的DSP控制。详细描述系统的组成结构和软硬件设计。该系统采用TMS320F2812为主控制器,电路结构简化,数字控制功放电源。实验结果表明,该系统具有良好的调节功能,既满足一定控制精度要求。又满足实时性要求,在高端大功率音响功放中具有较大的应用前景。