功率电子设计竞赛讲座D-数字功放

2011年大学生电子竞赛培训功率电子电路设计主讲：蒋守光电子实验中心5/1/20231只因准备不足，才导致失败第九部份

数字功放设计专题2011年大学生电子竞赛培训5/1/20232只因准备不足，才导致失败一、数字功放原理2011年全国大学生电子竞赛培训5/1/20233只因准备不足，才导致失败1、简介

D类放大器是用音频信号的幅度去线性调制高频脉冲的宽度，功率输出管工作在高频开关状态。由于输出管工作在开关状态，故具有极高的效率。理论上为100%，实际电路也可达到80%～95%。高效D类功放实现电路主要由PWM调制器、高速开关电路组成。2011年全国大学生电子竞赛培训5/1/20234只因准备不足，才导致失败2、原理框图（1）5/1/20235只因准备不足，才导致失败原理框图（2）5/1/20236只因准备不足，才导致失败二、单元电路设计1、脉宽调制电路设计

（1）PWM调制5/1/20237只因准备不足，才导致失败（2）SPWM调制5/1/20238只因准备不足，才导致失败

（2）SSPWM调制电路

SSPWM指调制信号正负半周分别进行独立的正弦脉冲调制+-+-三角波1正弦波三角波2参数正弦波电位三角波1电位三角波2电位正弦波幅值三角波幅值调整原则固定5V5V以下粗调5V以上连续调整调整固定实现负极性（低电平脉冲宽度）调制的电平关系和电路结构5/1/20239只因准备不足，才导致失败SSPWM调制电路5/1/202310只因准备不足，才导致失败设计要点1、音频信号的电压幅度不能大于载波，否则会使功放产生失真。2、产生单极性PWM信号比双极性的好，在滤波后产生的纹波小。3、通过分压电路，分别给同相输入端和反相输入端提供2.5V的静态电位，为精确调整在2.5V电位，应选用精密可调电位器。5/1/202311只因准备不足，才导致失败2、载波发生器－－采用宽带运放5/1/202312只因准备不足，才导致失败设计要点三角波的幅值为三角波频率为5/1/202313只因准备不足，才导致失败5/1/202314只因准备不足，才导致失败3、前置放大电路设计

5/1/202315只因准备不足，才导致失败设计要点1、选用宽频带、低漂移的运放。对于uA741和OP07在相同输入条件下，当电压增益为100时，对应的带宽为10KHz；对于NE5532，当电压增益为100倍时，带宽为130KHz；对于TLC4502，当电压增益为100倍时，带宽为1.3MHz。

2、整个功放的电压增益程控，在这部分进行音量调节。5/1/202316只因准备不足，才导致失败4、整形、延时、驱动及功放输出电路设计

特点：单边驱动参考电路一：H桥5/1/202317只因准备不足，才导致失败适合SSPWM波的脉冲功率电路参考电路二：为了采用比较简单的激励电路，SSPWM波的脉冲功率电路选用下图所示结构。电路工作的特点是对角联合激励。5/1/202318只因准备不足，才导致失败驱动电路（IR2130）特点：对角驱动参考电路三：全桥5/1/202319只因准备不足，才导致失败全桥电路5/1/202320只因准备不足，才导致失败5.塑低通滤豆波器设张计1）归一才化LPF瞎设计方法归一化陡低通滤六波器设泪计数据庸，指的阵是特征伪阻抗为故且叠截止频蚀率为备的歪基准低碗通滤波战器的数亿据。在设计猾巴特沃倚思型的谣归一化蛮LPF班的情况第下，以盘巴特沃追思的归刺一化L齿PF设哨计数据丽为基准脑滤波器洽，将它趟的截止虑频率和陆特征阻扇抗变换骄为待设祝计滤波蔬器的相侨应值。4/24字/202瓶321只因准备露不足，才腾导致失败对滤波替器截止低角频率夜的变换是通过先壶求出待设垄计滤波器军截止角频大率与基准圾角频率的侦比值M，确再用这个恢M去除滤样波器中的棵所有元件芳值来计算懂所需参数恶，其计算僻公式如下榴：4/2海4/2辆02322只因准备填不足，才茶导致失败对滤波堆器的特壤征阻抗陕的变换时通过采先求出宋待设计届滤波器抓特征阻沸抗与基吗准滤波湿器特征铲阻抗的氏比值中谎K，再续用这个丝式K去乘疤基准滤叶波器中良的所有亡电感元哪件值和皂用这个收K去除陵基准滤港波器中遭所有电区容元件蜻值来计毒算所需寺参数。的其计算点公式如梳下：4/2忌4/2袖02323只因准备初不足，才漂导致失败对于待迟设计的剃LPF疑滤波器掘而言，桥其计算绣公式为酬：基准电承感、电帝容如下任表所示贷：4/2脑4/2杯02324只因准凭备不足递，才导哄致失败4/2赵4/2匀02325只因准备嗓不足，才惑导致失败归一化移LPF忧设计滤建波器的臣步骤4/2话4/2提02326只因准备艳不足，才始导致失败2）佳参数计梯算由设计尘要求，坦通频带撑为30接0Hz晌－20妨KHz肯，滤波器截楚止频率应据为40K耗Hz。低通滤波辈器的负载容为4，横故按最大挤功率传输非原则，四阶巴震特沃思桨低通滤祖波器的翁特征阻眨抗选为卡4。截止频率完变换特征阻抗涌变换四阶Bu呜tter爽wort孙h低通滤酿波器的电豆感电容参牌数4/24尖/202宏327只因准拘备不足晌，才导蹦致失败四阶B晚utt朵erw昨ort秃h低通帽滤波器矛的归一播化LP福F基准文滤波器食的参数臂，设得：待设计L愚PF的电占容参数为矮：、4/24疏/202茂328只因准备却不足，才昂导致失败电感采用矩无损磁芯屡及细包漆蒸线绕制而窄成，其电鹅感值可用摸数字电桥汉测量仪器跃测量得到客。，4/24滤/202丘329只因准备希不足，才新导致失败6、信戏号变换夜电路电路采截用宽带兼放大器构NE5拾532肉，增益进为1，免将功率杂放大器妥双端输弊出的信幻玉号转换绘为单端师输出，绞经RC日滤波供厕外接功样率测试掏用。电驻路图如半下：（双入驾单出）4/2铲4/2珠02330只因准备捡不足，才霸导致失败7、功织率测量容及显示问电路功率测撒量及显捡示电路迅由真有壤效值转容换电路厉和单片锅机系统第组成真帐有效值具转换器雨选用高刺精度的殖AD6谎37芯秋片，其坏外围元富件少，巷频带宽少，精度担高于0甜.5%博。4/24质/202亡331只因准备职不足，才没导致失败8、短路偶保护电路峰值检质波电路取样放大比较自锁4/24速/202堂332只因准备筛不足，才稻导致失败三、整机另电路欣赏4/2僚4/2猜02333只因准备距不足，才踢导致失败1、采暴用SS补PWM替调制4/2产4/2珠02334只因准粘备不足汉，才导晨致失败2、三极野管、场管散混合驱动4/24贩/202图335只因准呢备不足竿，才导索致失败4/2粱4/2厉02336只因准备季不足，才深导致失败3、基于掀互补驱动嫩的音频数仔字功放4/2骑4/2殃02337只因准备加不足，才珠导致失败4/24丝式/202奔338只因准兆备不足伸，才导普致失败谢捆谢祝同学泳们学习幸愉快4/2证4/2沫02339只因准茂备不足拖，才导驳致失败谢谢观看/欢迎下载BY芹FAI舟TH灵IM捎EAN测A献VIS驶ION海OF祖GO硬OD仓ONE栽CH隔ERI眼S