4.2 D类功放的电源解决方案第一部分- 音频功放基础(下)

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评论 收藏 上传者:hi5
下面我们来看看 D 类功放的配置方式 在不同的功率范围下 D 类功放有不同的配置 常见的配置方式有 单端 桥式连接以及并联桥接 小功率多通道系统 通常是采用单端的配置方式 即每个喇叭连接在每个半桥的输出和地之间 因此 LC 滤波器之后的电压 只有电源电压的一半 如之前所提到的 为了去除直流成分 还需要在喇叭和功放之间加一个隔直电容 对于桥式连接 喇叭是接在两个半桥之间 如中间的图所示 另外一半也就是通道 B 是由负电压供电 所以喇叭两端的电压是从正电源到负电源 相比单端连接 可以提供四倍的输出功率 由于正负周期交替工作 所以也不需要隔直电容 这种配置方式主要用于大功率的应用 像阻抗为四欧姆到八欧姆的喇叭 最后一种并联桥接是在桥接的基础上 再把两个桥接通道并联 这种配置方式电压摆幅跟桥接是一样的 但是电流能力加倍 它的输出功率是单端连接的八倍 主要用于超大功率的应用 像两欧姆阻抗的重低音喇叭 通常功放的连接方式不仅取决于输出功率 也跟喇叭的阻抗相关 喇叭的阻抗一般为 4 到 16 欧姆 汽车 Hi-Fi 的阻抗一般为 2 到 4 欧姆 我们通常所说的喇叭阻抗 是指喇叭的交流电阻 它的值是随着输入频率而变化的 其实额定阻抗定义为谐振频率之后的最小值 如图所示 由于喇叭阻抗曲线的非线性 可能会引起一些问题 为了避免非线性的频率响应和功放输出过载 必须匹配功放和喇叭的阻抗 通过使用所谓的 Zobel Network 也就是并联在喇叭两端的电容和电阻网络 可以在要求的频率范围内 实现阻抗比较平坦的阻抗曲线 另外我们希望喇叭的阻抗比较大 来减小电流 从而减小线径 对于同样的功率 阻抗越高的喇叭所需要的电流当然越小 但是电压也会相应的提高 通常 D 类功放的最高电压 必须低于 50 伏的安全电压 以避免一些隔离和保护的要求 对 50 伏电源电压的要求 如果采用桥接的方式 在 16 欧姆阻抗下的峰值功率仅需 156 瓦 而 4 欧姆阻抗则需要 625 瓦 当使用多路喇叭 阻抗可能会小于两欧姆 这个时候就需要补偿 峰值功率只是音频功放中的一个要求 另外一个参数是功放的持续有效功率 这两个参数可以用峰值因数联系在一起 峰值因数是指功放的峰值功率 与有效功率的比值 既可以直接用比值表示 也可以转化成分贝用 dB 表示 左边的表格展示了一些 音频信号的峰值因数 峰值因数越大 意味着喇叭的动态范围越大 可以看到有时候峰值因数 可以高达 10:1 即 20 分贝 在这种应用中 电源的要求是非常严苛的 所以为了减少动态范围 通常会使用一些音频压缩技术 来减少它的峰值功率 但是呢在减小峰值功率的同时 又会增加有效值功率 所以声音听起来可能会觉得比较大 在功放电源的设计中 峰值因数是一个非常重要的因数 它决定了电源所需要输出的平均功率 以及峰值功率 平均功率和峰值功率会影响我们对 功率级元器件的选择 如下表所示 主要包括以下几个参数 平均功率决定了元器件的散热 封装和磁性元件的有效值参数设计 而峰值功率定义了系统峰值的电流 PFC电感和输出电感的饱和电流 以及开关管和二极管的峰值电流
课程介绍 共计6课时,34分7秒

2018 PSDS 研讨会系列 - (4) D 类音频功放的电源解决方案

电源 2018 PSDS 研讨会系列 D类音频功放

今天,最流行的中高功率音频放大器由于高效率和出色的线性度而采用D类工作方案。 与传统模拟放大器相比,D类采用高频脉宽调制,类似于开关电源。 即使D类放大器在电源电压中包含负反馈,现实情况是电源的输出阻抗对音频质量也有影响。 本主题描述如何根据输出阻抗要求以及平均和峰值功率需求等典型要求,为高功率D类放大器正确设计电源。 介绍了两种不同的内置和测试功率参考设计。 首先是适用于家庭影院,监视器和条形音箱应用的通用AC / DC输入。 第二种解决方案涵盖额定功率达几百瓦的高功率汽车应用。
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