[实用新型]载波降频式D类音频功率放大器

说明书

本实用新型涉及D类音频功放设备，具体涉及一种载波降频式D类音频功率放大器。

目前在音频功率放大器中，常用的AB类音频功放，其效率一般在50%以下，而A类音频功放效率则更低，在大功率音频功放中，则可用G类音频功放，以分级电源方法提高了效率，但效率一般仍低于D类音频功放的效率，一般D类音频功放效率能轻松做到80%以上。不过D类音频功放的开关频率通常达100KHz~200KHz以上，存在着不可忽视的开关损耗，以及电磁辐射等问题。特别是用于大功率的D类功放，开关损耗也是可观的，更严重的问题是大功率的功放电源电压较高，电路工作时的电压和电流开关应力均很大，开关频率又很高，其载波及其谐波已接近或进入长波和中波的波段范围内，电磁辐射是很强，EMI问题严重。

传统D类音频功放未级常采用半桥或H全桥电路，其中半桥电路，在选择三角载波时，载波频率要高于100KHz，即相对20KHz的音频的载波比要大于5。而H全桥电路的D类功放的输出需两个LC滤波器。

本实用新型针对上述现有技术的不足，提供了一种载波降频式D类音频功率放大器。该载波降频式D类音频功率放大器可降低谐波幅度，减小滤波元件的体积，减轻D类音频功放的电磁辐射问题，降低开关损耗，更利于D类音频功放的大功率输出。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种载波降频式D类音频功率放大器，包括相连的PWM调制电路和驱动电路，PWM调制电路对输入的载波信号和音频信号进行处理生成PWM调制信号；

其特征在于，所述载波降频式D类音频功率放大器还包括级联的上半桥电路和下半桥电路，驱动电路与上半桥电路和下半桥电路均相连；下半桥电路的输出接至上半桥电路的电源端，上半桥电路的输出端接滤波器或负载；所述载波信号为两个频率相同、相位相反的三角载波，；两个三角载波信号用于调制同一个音频信号，PWM调制电路生成两个PWM调制信号，两个PWM调制信号分别用于控制上半桥电路和下半桥电路。

其特征在于，所述载波降频式D类音频功率放大器还包括级联的上半桥电路和下半桥电路，驱动电路与上半桥电路和下半桥电路均相连；下半桥电路的输出接至上半桥电路的电源端，上半桥电路的输出端接滤波器或负载；所述载波信号为两个频率相同、相位相反的三角载波，；两个三角载波信号用于调制同一个音频信号，PWM调制电路生成两个PWM调制信号，两个PWM调制信号分别用于控制上半桥电路和下半桥电路。

进一步的，上半桥电路由正电源供电，下半桥电路由负电源供电；下半桥电路的两开关管间为下输出点，下输出点接至上半桥电路的电源负端，上半桥电路的两开关管间为上输出点，上输出点接至滤波器或负载；下半桥电路的电源正端为公共接地。

进一步的，上半桥电路由负电源供电，下半桥电路由正电源供电；下半桥电路的两开关管间为下输出点，下输出点接至上半桥电路的电源正端，上半桥电路的两开关管间为上输出点，上输出点接至滤波器或负载；下半桥电路的电源负端为公共接地。

本实用新型所述的载波降频式D类音频功率放大器利用了半桥级联的D类功放结构，当级联数等于2时，就可以利用载波相移技术，即利用两个频率相同，但相位相反的三角载波，分别调制两个半桥，从理论上说，输出的载波频率将加倍，从而达到增频目的。换句话说，在输出相同等效载波情况下，三角载波频率大约可降低两倍。在同等输出功率条件下，相比单级半桥功放，新型半桥级联D类功放的器件耐压和电压应力将降低一半，为三电平输出，降低了谐波幅度，便于谐波的滤除，减小了滤波元件的体积，减轻了D类音频功放的电磁辐射问题，也降低了开关损耗，更利于D类音频功放的大功率输出。

图1为载波降频式D类功放电路一；

图2为载波降频式D类功放电路二；

图3为载波相移调制方案图。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。