[实用新型]开关放大器与音频系统

说明书

技术领域

本公开涉及D类开关放大器。

背景技术

如已知的，一些普遍类型的放大器(例如，D类音频放大器)利用全桥转换器级以便使可以提供至负载的输出电压的动态最大化，从而维持了高效率。

音频放大器的全桥转换器级基于两个全桥电路，两个全桥电路尽管处于协调的方式但是可以通过各个不同的驱动级单独地控制。该类型的技术实际上提供令人满意的使用灵活性。例如，可能不但以同相而且以反相实现脉冲宽度调制(PWM)技术。

驱动级具有相同结构并且对称地接收到用于控制相应的半桥电路的反相的输入信号。

基于独立的驱动级的已知放大器的限制由共模干扰的抑制来表示。

两个驱动级的可能的对称性缺陷可以容易导致影响抑制电源干扰的不平衡并引起所谓的“串扰”现象。

此外，已知结构遭受对高频噪声的某些灵敏度影响，高频噪声对于经常用在级的上游用于驱动最终功率级的Σ-Δ型模拟-数字转换器是典型的。

用于克服对高频干扰的灵敏度的已知技术另一方面导致部件的数量增加并且因此放大器的复杂性增加。

实用新型内容

本公开的实施例旨在克服对高频干扰的灵敏度而不增加放大器的复杂性，并且期望不影响对电源干扰或者共模干扰的抑制。

根据本公开的一个方面，一种开关放大器包括第一半桥PWM调制器、第二半桥PWM调制器和被配置成接收输入信号的至少一个放大器级。开关放大器还包括被配置成通过相应的第一PWM控制信号和第二PWM控制信号根据输入信号控制第一半桥PWM调制器的和第二半桥PWM调制器的开关的PWM控制级。放大器级和PWM控制级具有全差分结构。

根据一个实施例，开关放大器包括共模反馈控制网络，共模反馈控制网络被耦合至第一半桥PWM调制器和第二半桥PWM调制器的输出并且被配置成维持PWM控制级的共模电压基本恒定。

根据一个实施例，开关放大器包括在第一半桥PWM调制器与第一输出端子之间的第一输出滤波器和在第二半桥PWM调制器与第二输出端子之间的第二输出滤波器；并且其中PWM控制级具有被耦合至第一半桥PWM调制器且被配置成提供第一PWM控制信号的第一差分输出和被耦合至第二半桥PWM调制器并且被配置成提供第二PWM控制信号的第二差分输出。

根据一个实施例，共模反馈控制网络包括内控制环，内控制环被配置成拾取分别在第一滤波器的和在第二输出滤波器的上游、在第一半桥PWM调制器和第二半桥PWM调制器的输出处的相应的反馈信号。

根据一个实施例，内控制环具有在第一半桥PWM调制器的输出与PWM控制级之间的相应的第一支路和在第二半桥PWM调制器的输出与PWM控制级之间的相应的第二支路。

根据一个实施例，共模反馈控制网络包括外控制环，外控制环被配置成拾取在第一输出滤波器和第二输出滤波器的下游的相应的反馈信号。

根据一个实施例，外控制环具有在第一输出滤波器与PWM控制级之间的相应的第一支路和在第二输出滤波器与PWM控制级之间的相应的第二支路。

共模反馈控制网络包括限幅控制环，限幅控制环被配置成拾取在第一半桥PWM调制器和第二半桥PWM调制器的上游的相应的反馈信号。

根据一个实施例，限幅控制环具有在第一差分输出与PWM控制级的共模控制端子之间的各个第一支路和在第二差分输出与PWM控制级的共模控制端子之间的各个支路。

根据一个实施例，开关放大器包括被配置成检测第一半桥PWM调制器与第二半桥PWM调制器之间的至少一个的限幅的条件的限幅检测器级，和被配置成根据限幅检测器级的响应交替地启用和禁用限幅控制环的选择启用级。

根据一个实施例，选择启用级被配置成当第一半桥PWM调制器与第二半桥PWM调制器之间的至少一个PWM调制器处于限幅条件时启用限幅控制环并且否则禁用限幅控制环。

根据一个实施例，第一半桥PWM调制器和第二半桥PWM调制器根据具有开关频率的第一参考信号和第二参考信号被控制；并且包括低通滤波器，低通滤波器被配置成基本上抑制从共模反馈控制网络反馈至PWM控制级的开关频率上的振荡。

根据一个实施例，PWM控制级包括被对称地连接在PWM控制级的差分输入与差分输出之间以便形成全差分结构的单端子型的第一控制放大器和第二控制放大器，并且低通滤波器具有被耦合至第一控制放大器和第二控制放大器的相应的输入的输出。