[发明专利]一种动态电源放大器

说明书

公开了一种动态电源放大器，包括放大电路、为放大电路提供正电源和负电源的电源提供装置以及控制电源提供装置的模式控制电路。动态放大器的正电源负电源可以随着输出信号而动态变化，减小了放大器输出晶体管的功率损耗，从而提高放大器的效率。

技术领域

本发明涉及放大器，更具体但是并非排它地涉及一种动态电源放大器。

背景技术

放大器在模数转换电路和功率集成电路扮演了重要角色，其重要功能之一就是作为音频放大器对音频信号进行放大。而语音或音乐信号的峰值功率和平均功率之比(PeakAverage Ratio,PAR)较大，峰值电压远大于平均电压，且其幅度通常服从高斯分布，即大部分时间内音频信号的瞬态电压幅度都远远低于其峰值电压幅度。为了避免发生削波失真，放大器的电源电压必须足够大以能够处理绝大多数音频信号。在此电源电压下，当放大器处理幅度较低的音频信号时，能量就会损耗在输出晶体管上，不仅降低放大器的效率，也带来散热的问题。例如，对于如图1所示的放大器100，当电源电压VCC为5V，输出信号VO为1V时，输出晶体管Q1上的电压降会达到4V，即80％的电源电压会被晶体管P1损耗，而非用于在扬声器SPK上产生有用功率。考虑到放大器其他组件的损耗，此时，放大器瞬态效率小于20％。实验证明，当输入信号的PAR为15dB时，其平均效率不到20％。如何提高放大器的效率，是本领域技术人员面临的难题。

发明内容

考虑到现有技术中的一个或多个问题，提供了一种动态电源放大器，包括：功率放大器，具有第一输入端、第二输入端、输出端、第一电源端和第二电源端，其第一电源端接收正电源，其第二电源端接收负电源，其输出端提供驱动信号；电源提供装置具有控制端、提供正电源的第一输出端和提供负电源的第二输出端，其第一输出端耦接至所述功率放大器第一电源端，其第二输出端耦接至所述功率放大器第二电源端；模式控制电路，具有第一采样端、第二采样端、第三采样端和输出端，其第一采样端耦接至所述电源提供装置的第一输出端，其第二采样端耦接至所述电源提供装置的第二输出端，其第三采样端耦接至所述功率放大器的一个输入端，其输出端耦接至所述电源提供装置控制端，所述模式控制电路基于所述功率放大器驱动信号和所述电源提供装置输出电压控制所述电源提供装置的工作模式；若所述电源提供装置工作于第一模式，所述正电源和所述负电源分别具有第一正电压和第一负电压；若所述电源提供装置工作于第二正模式，所述正电源和所述负电源分别具有第二正电压和第一负电压；若所述电源提供装置工作于第二负模式，所述正电源和所述负电源分别具有第一正电压和第二负电压；其中所述第二正电压大于所述第一正电压，所述第二负电压大于所述第一负电压，其中，若所述功率放大器的输入信号为零，所述电源提供装置工作于第一模式；若所述电源提供装置处于第一工作模式，当所述正电源升高至第一正数或所述正电源与所述驱动信号之差小于第一正阈值，所述电源提供装置进入第二正工作模式；若所述电源提供装置处于第二工作模式，当所述驱动信号降低至第二正阈值，所述电源提供装置跳出第二正工作模式并进入第一正休眠模式；若所述电源提供装置处于第一正休眠模式，当所述电源提供装置正电源降低至第三正阈值，所述电源提供装置进入第一工作模式。

本发明提供的放大器的正电源负电源可以随着输出信号而动态变化，减小了输出晶体管的功率损耗，从而提高该放大器的效率。

附图说明

下面将参考附图详细说明本发明的具体实施方式，其中相同的附图标记表示相同的部件或特征。

图1示出现有的放大器100的电路示意图；

图2示出根据本发明一个实施例的高效率放大器200的电路示意图；

图3示出根据本发明一个实施例的电源提供装置202电路示意图；

图4示出根据本发明一个实施例的模式控制电路400的电路示意图；

图5示出根据本发明一个实施例的高效率放大器200的一种工作波形示意图500；

图6示出根据本发明一个实施例的模式控制电路600的电路示意图；