D类功率放大器与PWM技术在高速开关桥式电路中的应用

"本文主要介绍了高速开关桥式电路在D类功率放大器中的应用，特别是在电子病历应用成熟度评估（EMRAM）场景下可能涉及的技术。高速开关桥式电路是一种用于实现高效率音频功率放大的核心组件。文章通过描述电路的工作原理，详细解释了如何通过PWM（脉宽调制）技术控制电路的输出，以实现不同幅度的正负脉冲波形，从而调节负载上的电压。此外，还提到了传统A类、B类和AB类功率放大器的效率和失真问题，指出这些问题催生了D类功率放大器的发展，因其高效、节能和小型化的特性，特别适合现代音频系统的需求。" D类功率放大器是一种先进的音频功率放大技术，由V·J泰勒在1958年提出，最初应用于高频电路。D类放大器的核心是开关管，工作在开关状态，以极高频率进行开/关切换，从而减少集电极损耗，提高效率。在实际应用中，通过PWM技术来形成接近矩形波的基波电压，进而调整输出的脉冲宽度，实现对负载电压的精确控制。PWM技术允许通过改变脉冲宽度来改变输出功率，这种调制方式能够在保持高效率的同时，实现低失真的音频信号放大。 当PWM波形输入到高速开关桥式电路中，例如图5.2.19所示的电路，通过前级驱动电路（Q5~Q8）控制OUT1和OUT2的占空比，进而控制负载上的电压波形。例如，当正弦波调制电压为正时，OUT1的占空比增加，OUT2的占空比减少，负载两端得到的是一正脉冲波；反之，当调制电压为负时，输出则为负脉冲波。当调制电压为0时，两个输出的占空比均等，负载两端电压为0，无电流通过。 传统A类放大器虽然失真小，但效率低；B类放大器虽效率较高，但存在交越失真；AB类放大器是两者的折衷，但依然存在效率问题。D类放大器的出现解决了这一问题，其最高效率可接近90%，远超A类和AB类放大器，因此在低频功率放大领域得到了广泛应用，尤其适用于电子病历应用成熟度评估（EMRAM）等需要高效能、低能耗的IT系统中。