[实用新型]一种减小电源泵隐患的D类功率放大器

说明书

本实用新型公开了一种减小电源泵隐患的D类功率放大器，适用于采用半桥双电源供电的D类功率放大器。包括一阶滤波模块、反相放大器、二阶滤波模块、脉宽调制模块、电源泵关断模块和滤波模块。一阶滤波模块、反相放大器、二阶滤波模块、脉宽调制模块、滤波模块和负载依次电连接，电源泵关断模块位于脉宽调制模块与供电电源之间；脉宽调制模块包括脉宽发生部、驱动部和电压自举部。本实用新型采用二阶环路滤波器提升了功率放大器的环路增益，减小了总谐波失真；添加了电源泵关断模块，减轻了供电电压不可控上升时对电路造成的影响。

技术领域

本实用新型涉及领域电子电路领域，特别是一种采用半桥双电源供电的、减小电源泵隐患的D类功率放大器。

背景技术

D类放大器已经在电子音频领域得到普遍认可，并且越来越多的取代经典的A类和AB类放大器，这主要是由于调制级采用开关模式有着更高的效率，这一属性非常有价值，意味着更小的散热器体积和电源容量。然而，在主流高保真音频方面，由于非线性，对电源纹波敏感，噪声与失真相对较高等原因，D类放大器并未被完全接收。因此，为了提高D类放大器的保真度，采用了闭环拓扑，但简单的闭环拓扑降低了环路的增益。

在D类放大器的功率级有两种拓扑：全桥和半桥。虽然全桥拓扑可以解决性能上的少许问题，但全桥需要四个开关管、四个驱动电路，而半桥的硬件要求仅为全桥的一半。为了节约成本和设计难度，大多数放大器生产商会选择半桥拓扑。半桥拓扑在采用双电源供电时，由于信号为双极性，故会产生回流的电流经开关管的体二极管为电源充电至更高电压，极易损坏电路器件。

因此，综上所述，有必要提供高环路增益、高性能、避免不可控电源电压损坏电路的D类功率放大器。

发明内容

鉴于上述问题，本实用新型提供了一种减小电源泵隐患的D类功率放大器。

本实用新型公开了一种减小电源泵隐患的D类功率放大器，适用于采用半桥双电源供电的D类功率放大器。包括一阶滤波模块、反相放大器、二阶滤波模块、脉宽调制模块、电源泵关断模块和滤波模块。所述一阶滤波模块、所述反相放大器、所述二阶滤波模块、所述脉宽调制模块、所述滤波模块和负载依次电连接，所述电源泵关断模块位于所述脉宽调制模块与供电电源之间；所述脉宽调制模块包括脉宽发生部、驱动部和电压自举部。

所述一阶滤波模块包括第一运算放大器电路，反相输入端接地，音频电信号经输入电阻连接同相输入端，所述脉宽调制模块的输出经第一电阻连接同相输入端，输出经两个串联的电容连接至同相输入端，两个串联的电容之间有第二电阻连接到地。所述反相放大器同相输入端接地，反相输入端经一个电阻连接至所述一阶滤波模块的输出，输出经第三电阻连接至反相输入端。所述二阶滤波模块包括第二运算放大器电路，同相输入端接地，所述反相放大器的输出信号经第四电阻连接至反相输入端，所述脉宽调制模块的输出经第五电阻连接同相输入端，输出经两个串联的电容连接至反相输入端，两个串联的电容之间有第六电阻连接到地，输出连接至所述脉宽调制模块。

所述脉宽调制模块包括脉宽发生部、驱动部和电压自举部，三者依次连接。所述脉宽发生部的输入为所述二阶滤波模块的输出与三角波信号，输出连接所述驱动部，所述驱动部输出连接所述电压自举部；所述电压自举部包括两个MOS管，第一MOS管源极连接至所述电源泵关断模块，漏极连接至第二MOS管，第二MOS管的源极连接至负电源，从两个MOS管的连接处输出。所述滤波模块包括串联到地的电感和电容，输入为所述脉宽调制模块的输出，负载连接至所述滤波模块的电感与电容之间。

所述电源泵关断模块包括第三MOS管、三极管、比较器、第七电阻、第八电阻、第九电阻。所述第七电阻、第八电阻串联在正电源与地之间；所述第九电阻连接在正电源与所述第三MOS管的栅极之间；所述第三MOS管包括一个体二极管，源极连接至正电源，栅极连接至所述三极管的集电极；所述三极管的发射极接地，基极连接至所述比较器的输出；所述比较器的同相输入端连接在所述第七电阻和第八电阻之间，反相输入端连接至参考电压，参考电压根据电路器件的耐压值与对功率放大器的需求任意给定。