一种新颖的D类音频功率放大器驱动电路设计
发布日期:2023-03-18
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由于集成D类音频功率放大器效率较高,体积相对较小,同时大部分情况下不需要散热片或者只需要很少面积的散热片,大大减小了整体体积,使得它在音频电子产品中成为首选。但由于在D类功放设计中占用相同版图面积的情况下,pMOS管的导通电阻远大于nMOS管的导通电阻,为了减小版图面积,降低D类功率放大器的输出级H桥导通电阻,H桥采用nMOS管。为了使H桥高端和低端的LDNMOS管过驱动电压相等,这就需要外部增加一个额外的高电平电源去驱动H桥高端,因此有必要采用基于电荷泵的电容自举电路产生一个高电平,这样既提高了驱动效率,又减少了对外部多个电源的需求,巧妙地实现了对D类功放H桥的驱动。
下图为D类功放驱动电路的原理图,Vin为供电电源,D1和D2为充电二极管,Ccp1为存储电荷电容,Ccp2为自举电容(一端接Vboost,一端接clk信号),Icp1给电容Ccp1充电,通过电荷泵控制产生电压Vcp1,从而Vcp1作为驱动H桥低端LDNMOS管的驱动电平;Icp2用于给电容Ccp2充电,通过电容Ccp2的自举产生电压Vcp2,从而Vcp2作为驱动H桥高端LDNMOS管的驱动电平。电荷泵控制模块主要控制环路电容Ccp1的充放电过程及自举电压Vcp2的产生。以下讨论D类功放驱动电路的高电平和低电平的产生,电荷泵的控制环路机理及整个驱动电路的工作原理。
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D类功放驱动电路拓扑图