一種新穎的D類音頻功率放大器驅(qū)動電路設(shè)計
發(fā)布日期:2023-03-18
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由于集成D類音頻功率放大器效率較高,體積相對較小,同時大部分情況下不需要散熱片或者只需要很少面積的散熱片,大大減小了整體體積,使得它在音頻電子產(chǎn)品中成為首選。但由于在D類功放設(shè)計中占用相同版圖面積的情況下,pMOS管的導(dǎo)通電阻遠大于nMOS管的導(dǎo)通電阻,為了減小版圖面積,降低D類功率放大器的輸出級H橋?qū)娮瑁琀橋采用nMOS管。為了使H橋高端和低端的LDNMOS管過驅(qū)動電壓相等,這就需要外部增加一個額外的高電平電源去驅(qū)動H橋高端,因此有必要采用基于電荷泵的電容自舉電路產(chǎn)生一個高電平,這樣既提高了驅(qū)動效率,又減少了對外部多個電源的需求,巧妙地實現(xiàn)了對D類功放H橋的驅(qū)動。
下圖為D類功放驅(qū)動電路的原理圖,Vin為供電電源,D1和D2為充電二極管,Ccp1為存儲電荷電容,Ccp2為自舉電容(一端接Vboost,一端接clk信號),Icp1給電容Ccp1充電,通過電荷泵控制產(chǎn)生電壓Vcp1,從而Vcp1作為驅(qū)動H橋低端LDNMOS管的驅(qū)動電平;Icp2用于給電容Ccp2充電,通過電容Ccp2的自舉產(chǎn)生電壓Vcp2,從而Vcp2作為驅(qū)動H橋高端LDNMOS管的驅(qū)動電平。電荷泵控制模塊主要控制環(huán)路電容Ccp1的充放電過程及自舉電壓Vcp2的產(chǎn)生。以下討論D類功放驅(qū)動電路的高電平和低電平的產(chǎn)生,電荷泵的控制環(huán)路機理及整個驅(qū)動電路的工作原理。
D類功放驅(qū)動電路拓撲圖