5V PWM型D类音频功率放大器设计与优化

PWM型D类音频功率放大器的设计是音频领域的关键技术之一，尤其在现代电子设备中，它因其高效率、低能耗和紧凑的尺寸而受到广泛应用。D类音频功率放大器的工作原理基于脉宽调制（PWM）技术，这使得它能够在保持高质量音频输出的同时，显著降低能量消耗。 在该设计中，5V电源电压被利用，构成一个完整的D类音频功率放大器系统。系统主要由以下几个部分组成： 1. 输入放大级：这个部分负责提升音频信号的幅度，使其能够驱动后续电路。它通常包含运算放大器或其他类型的放大元件，确保输入信号能够以合适的电平传递到功率放大阶段。 2. 误差放大器：误差放大器是反馈系统的关键组成部分，它比较输出信号与期望的参考信号，然后将差值放大，用于调整功率放大器的输出，从而减少总谐波失真（THD）。 3. 比较器：比较器将误差放大器的输出与内部振荡器产生的 PWM 信号进行比较，产生控制信号以驱动全桥开关电路。 4. 内部振荡电路：这个电路产生所需的高频 PWM 脉冲，这些脉冲的占空比决定了放大器输出的平均电压，进而控制音频信号的幅度。 5. 驱动电路：驱动电路接收比较器的输出，将其转换为足够驱动全桥开关电路的信号。全桥开关电路由四个开关管组成，它们在高频PWM信号的控制下交替导通和截止，以实现音频信号的功率放大。 6. 全桥开关电路：全桥结构允许电流在两个方向流动，提高了效率并降低了热损耗。 7. 基准电路：基准电路提供一个稳定的参考电压，对于维持放大器的稳定工作和控制THD至关重要。 文章提出采用双路反宽调制方案，这一方法能有效抑制静态功耗，并且可以省去传统的D类音频功率放大器在输出端的低通滤波器。低通滤波器通常用于消除PWM信号中的高频成分，但会增加系统的体积和成本。通过反宽调制，这一滤波器可以被去除，使得系统更加紧凑。 总结来说，这款PWM型D类音频功率放大器设计体现了现代音频技术的先进性，它通过高效的PWM调制和反馈技术，实现了高效率、低失真和小型化，适用于各种便携式和家用音频设备。其创新之处在于采用双路反宽调制策略，既减少了静态功耗，又简化了系统结构，是D类音频功率放大器设计的一个重要进步。