D类音频功率放大器设计基础

时间总是正的而决不是负的来防止晶体管进入直通，这是非常重要的。

　　11、关于电源吸收能量

　　另外一个在D类功放中引起明显降额的原因是母线充电，当半桥拓扑在给负载输出低频时可以看到。要时刻记住，D类功放的增益与母线电压直接成比例关系。因此，母线电压波动产生失真，而D类功放中的电流流动是双向的，则就存在了从功放返回到电源时期。大量流回到电源的能量来自于输出LPF的电感存储的能量。通常，电源没有办法吸收从负载回流过来的能量。因此，母线电压上升，造成电压波动。母线电压上升并不是发生在全桥拓扑上，因为从开关桥臂同储到由源的能源熔会在另一个桥臂消耗掉。

　　12、对EMI(电磁辐射)的考虑

　　在D功放设计中的EMI(电磁辐射)是很麻烦的，像在其他开关应用中一样。EMI的主要来源之一是来自从高到低流动的MOSFET二极管的反向恢复电荷，和电流直通很相象。在嵌入到阻止直通电流的死区过程中，在输出LPF中的电感电流打开体二极管。在下一个阶段中，当另外一端的MOSFET在死区未打开时，体晶体管保持导通状态，除非储存的大量少数载波被完全复合。这个反向的恢复电流趋向于形成一个很尖的形状，和由于PCB板和封装杂散电感因起步希望的震荡。因此，PCB布线设计对减小EMI和系统可靠性至关重要的。

　　13、D类功放中MOSFET选择的其他考虑

　　*选择合适的封装和结构

　　*功放的THD、EMI和效率，还受FET的体二极管影响。缩短体二极管恢复时间(工R的并联肖特基二级管的FET);降低反向恢复电流和电荷，能改善THD;EMI和效率。

　　*FET结壳热阻要尽可能小，以保证结温低于限制。

　　*保证较好可靠性和低的成本条件下，工作在最大结温。用绝缘包封的器件是直接安装还是用裸底板结构垫绝缘材料，依赖于它的成本和尺寸。

　　14、D类功放参考设计见图6所示

　　*拓扑：半桥

　　*选用IR2011S(栅极驱动IC,最高工作电压200V,Io+/-为1.0A/1.0A，Vout为10-20V,ton/off为8060ns,延时匹配时间为20ns);IRFB23N15D (MOSFET功率管ID=23A,R DS=90mΩ,Qg=37nC Bv=150V To-220封装)

　　*开关频率：400KHz(可调)

　　*额定输出：200W+200W/4欧

　　*THD:0.03%-1mhz半功率

　　*频率响应：5Hz-40KHz(-3dB)

　　*电源：～220v±50V

　　*尺寸：4.0“×5.5”

　　15、结论

　　如果我们在选择器件时很谨慎，并且考虑到精细的设计布线，因为杂散参数有很大的影响，那么目前高效D类功放可以提供和传统的AB类功放类似的性能。