TI芯片在D类功放中的应用
丁类(D类)放大器使用开关来达到很高的功耗效率(在现代设计中大于90%)。通过允许每个输出器件完全导通或关断,能量损失达到最小化。
下图是我在Multisim下仿真的原理图,可以把整个过程分为4个模块:调制,脉冲放大,高频滤波。
输入信号为50HZ正弦,载波为与输入信号等幅值的10K三角波。为了仿真简单,最后滤波我只用了一个一阶滤波,截止频率为200HZ。
第一阶段 模拟信号与高频三角波(载波)进行比较,模拟信号幅值大与高频三角波幅值时比较器输出1,反之输出0。下图左边正弦波和三角波调制后形成右边PWM脉冲波。
第二阶段 通过推完输出的mos管对调制后的信号进行功率放大.PWM波幅值放大,频率不变。
第三阶段 滤波,去掉高频三角波(载波)信号,得到放大后的原模拟信号。
前后波形对比:
好了,整个仿真就结束,D类放大器的原理应该就是这样了吧,下面引出一些问题:
1.大家觉得这个电路有什么地方需要改进的吗?
2.在实际设计D类功放电路中我们需要注意哪些问题?
3.TI能为我们做些什么?
第一次发帖,轻拍
对于TI的D类功放,有一点建议:
据我所知,中功率的(10W~50W),几乎都没有MUTE PIN,只有外部待机 PIN,建议加上MUTE。
因为待机并不能完全取代静音。待机关机功耗虽低,但前级和后级完全被关闭,开机时会有明显的POP声,
并且这个POP声会因输入电容容值而变化。
用小容量的电容虽能改善POP声,但损失了低频响应,相反,低音响应好,POP声更大。
2.LIMITER功能非常好。
3.建议热保护单独作为一个PIN拉出来,与故障PIN分开。因为功放热保护很常见,并不完全算是故障,可以通知外部线路降温,限幅。与硬件故障分开。应用更灵活。
1.此电路只能算是原理验证,也确实真实的反映了D类功放的工作过程,TI的实际电路中的三角波频率在370kHz左右,此外人耳所能听到的范围是20Hz到20kHz,而你的电路中出现了200Hz的截止频率,这些都是对于D类功放或者你这个电路实际运用需要考虑改进的地方啦。
2.D类功放在实际运用过程中肯定要考虑开机时候的pop声,当然现在TI的D类功放基本上都是可以避免pop声的,再者TI的有些D类芯片是在原有的基础上进行了改进,即其功耗会更低。
Hi flei,
对于第一点,我能理解为最后的滤波器应该设计为一个通带为20Hz到20kHz的带通滤波器吗?
在第二点上,能简单的介绍下开机的pop声是由些什么原因造成的?
第三点,能推荐几款TI经典的D类功放芯片吗?
Hi Ahmed
能给个图,具体一点吗?
1)不是的,那个是人耳所能感受到的频率范围,其实人耳本身就是一个带通滤波器啦,就是说如果你想你的声音能恢复的更好的话,肯定这个运放的带宽肯定比这个要宽的;
2)pop声的产生主要是由于运放突然上电,在极短的时间内,由于输入端的电容不匹配或者运放内部的结构,导致其输出端可能会出现瞬间的上冲和下降,即表现为pop声;
3)推荐可以看一下TPA2015,TPA2010啦。
我们用过TPA3124,没听到有POP声。
TPA3124芯片本身就采取了降低pop发生的可能,再者其datasheet上面也提到了一些减小pop的措施,其features已经说明了Advanced Power-Off Pop Reduction。
pop声的发生有时候并不完全是其芯片本身造成的,有时候与其前后电路也是有一定关系的。