基于D類功放的寬范圍可調開關電源的設計

由此可見，通過對D類功放的開關電源的改造構成了一個實用的PWM開關電源。

4 D類功率集成電路在實用寬范圍可調PWM開關電源的運用實踐與分析

當前的D類功率放大器集成電路（包括前端控制電路和后級H橋）種類繁多，功能完善，放大器內部已具有完善的誤差反饋放大電路、保護電路、三角波發生器和比較器等。為開發經濟實用、功能完善的通用開關電源提供了極大的方便。

圖9就是在利用美國國家半導體公司新推出的LM4651和LM4652設計的D類超低音功率放大器電路基礎上，改造成的一款通用開關電源的實驗電路（其中的括號內的元件參數是按電源運用而使用的）。

圖9 用LM4651＋LM4652D類功放模塊構建的實驗PWM開關電源

LM4651是PWM控制/驅動器IC，內置振蕩器、PWM比較器、誤差放大器、反饋放大器、電平移位與高端驅動器、低端驅動器及欠壓、過熱、短路和過調制保護電路。

LM4652是采用15腳（其中腳6、8、9、11、12未連接）TO－220封裝的半橋功率MOSFETIC，4只MOSFET的擊穿電壓V(BR)DSS=50V，漏極電流ID=10A，通態電阻RDS(ON)=200mΩ（典型值），開啟電壓VGS(th)=0.85V（典型值）。

LM4651中振蕩器頻率fosc=1×109/(4000＋Rosc)，其中Rosc=R6=3.9kΩ，于是PWM頻率fosc=125kHz。

輸入的直流調整信號Vin經C1及R1和腳10輸入到增益為17．5dB的誤差放大器。

LM4652的腳7和腳15上的H橋開關輸出通過RC濾波器濾波，由R7～R10的采樣電路取樣后，反饋至LM4651的腳14、腳19經內部反饋測量放大器，再從腳9輸出到腳10，為誤差放大器提供一個單端反饋信號Vf，反饋電壓Vf和Vin疊加形成開關電源的脈寬調制與電壓控制信號（Vc）。Vc=Vin＋Vf與振蕩器產生的三角波進行比較，在PWM比較器輸出端產生一個占空比與輸入電平成正比的方波脈沖，以驅動IC2中的功率MOSFET。

LM4652腳7和腳15的開關輸出，經L1、C16和L2、C17低通濾波，向負載輸出直流電壓、電流。

這款實驗電路的輸出電壓隨輸入端WR的調節，可以在接近電源±VEE的幅度實現隨意的調節和穩定的輸出。但其功率受LM4652的限制，最大輸出在100W左右，略小于它在音頻功放時的輸出，同時，由于LM4652本身耐壓和功耗的限制，而沒有用220V的交流直接整流供電給末級，而是通過變壓器降壓到音頻運用時的電壓范圍（±24V/18V交流）。在實際開關電源運用時，可以通過使用分立器件的大功率高耐壓開關器件來替代LM4652，從而構成實用的開關電源輸出電路。

5 結語

通過上面實驗電路的設計與制作說明，基于D類功?放大器集成電路的開關電源是完全可以實現的。利用現成的D類功放成品器件制作PWM開關電源，避免了在開發通用寬范圍可調開關電源的核心控制電路上的設計花費與制作，同時構成的電源電路又相對簡單，配以各種功率的H橋可以獲得各種功率的輸出，以適用于更為廣泛的應用場合。