三款分立元件設(shè)計的D類功放的制作比較
發(fā)布時間:2013/11/20 19:50:31 訪問次數(shù):5373
功率放大電路中,我們根據(jù)功率管(雙極性三極管、MOS場效應(yīng)管或者電子管)的導(dǎo)通角將功放分為A類、AB類、B類、C類、D類(又叫甲類、甲乙類、乙類、丙類、丁類)等工作狀態(tài),EL4543IUZ-T7其中C類為諧振式的窄帶放大器,一般用于高頻功放,不適合頻率跨度很大的音頻功放。
A類功放給了功率管一個比較大的直流偏置,對于一個正弦信號,A類功放的功率管在整個周期內(nèi)都處于放大狀態(tài),理論上來說,理想的A類功放是沒有失真的。但是不管是否有信號輸入,A類功放都要消耗較大的直流功率。因此,A類功放的效率極低,一般的實際效率在10%~20%。
B類功放通常采用推挽輸出的形式,上、下兩個功率管輪流導(dǎo)通。理論上說這神方式在沒有信號輸入時是不消耗能量的,最高效率可以達(dá)到78.5%。但是,由于PN結(jié)固有的死區(qū)電壓,純B類功放存在交越失真的問題,因此實際的音頻功放中,需要給B類功放加上一定的直流偏置,使得輸入信號小于死區(qū)電壓時,上、下兩管同時導(dǎo)通,用來消除失真,這就是我們最常見的AB類功放。AB類功放較純A類功放效率有所提高,一般實際效率在40%~50%。
在技術(shù)指標(biāo)上,A類和AB類功放作為音頻功放已經(jīng)做得近乎完美了,但是從能耗的角度來說,這種低效率的模式在一些特定場合是難以勝任的,例如電池供電的便攜式設(shè)備,為了延長工作時間,對效率提出了苛刻的要求。又如一些超大功率的擴音設(shè)備,龐大笨重的散熱器和電源變難以接受。實際的需求,促使了D類功放的誕生。
傳統(tǒng)D類功放最基本的思路是要首先得到一個受正弦波調(diào)制的PWM波,對這個PWM波進(jìn)行放大后,再經(jīng)過低通濾波器還原成正弦波。那么,這里需要放大的信號已經(jīng)不再是正弦信號,而是PWM信號,功率管所需要做的僅僅相當(dāng)于個開關(guān)。功率管關(guān)斷狀態(tài),功耗可以忽略,而開啟狀態(tài),即使流過了較大的電流,但是管上的壓降很低,因此功耗很小,這就是D類功放高效的原因。當(dāng)然這里僅僅考慮了功率管的導(dǎo)通損耗,實際上功率管作為開關(guān)時,還有其他形式的損耗。
功率放大電路中,我們根據(jù)功率管(雙極性三極管、MOS場效應(yīng)管或者電子管)的導(dǎo)通角將功放分為A類、AB類、B類、C類、D類(又叫甲類、甲乙類、乙類、丙類、丁類)等工作狀態(tài),EL4543IUZ-T7其中C類為諧振式的窄帶放大器,一般用于高頻功放,不適合頻率跨度很大的音頻功放。
A類功放給了功率管一個比較大的直流偏置,對于一個正弦信號,A類功放的功率管在整個周期內(nèi)都處于放大狀態(tài),理論上來說,理想的A類功放是沒有失真的。但是不管是否有信號輸入,A類功放都要消耗較大的直流功率。因此,A類功放的效率極低,一般的實際效率在10%~20%。
B類功放通常采用推挽輸出的形式,上、下兩個功率管輪流導(dǎo)通。理論上說這神方式在沒有信號輸入時是不消耗能量的,最高效率可以達(dá)到78.5%。但是,由于PN結(jié)固有的死區(qū)電壓,純B類功放存在交越失真的問題,因此實際的音頻功放中,需要給B類功放加上一定的直流偏置,使得輸入信號小于死區(qū)電壓時,上、下兩管同時導(dǎo)通,用來消除失真,這就是我們最常見的AB類功放。AB類功放較純A類功放效率有所提高,一般實際效率在40%~50%。
在技術(shù)指標(biāo)上,A類和AB類功放作為音頻功放已經(jīng)做得近乎完美了,但是從能耗的角度來說,這種低效率的模式在一些特定場合是難以勝任的,例如電池供電的便攜式設(shè)備,為了延長工作時間,對效率提出了苛刻的要求。又如一些超大功率的擴音設(shè)備,龐大笨重的散熱器和電源變難以接受。實際的需求,促使了D類功放的誕生。
傳統(tǒng)D類功放最基本的思路是要首先得到一個受正弦波調(diào)制的PWM波,對這個PWM波進(jìn)行放大后,再經(jīng)過低通濾波器還原成正弦波。那么,這里需要放大的信號已經(jīng)不再是正弦信號,而是PWM信號,功率管所需要做的僅僅相當(dāng)于個開關(guān)。功率管關(guān)斷狀態(tài),功耗可以忽略,而開啟狀態(tài),即使流過了較大的電流,但是管上的壓降很低,因此功耗很小,這就是D類功放高效的原因。當(dāng)然這里僅僅考慮了功率管的導(dǎo)通損耗,實際上功率管作為開關(guān)時,還有其他形式的損耗。
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