工程師參考手冊（二）：D類功放設計須知

　　圖4. 當D類放大器工作在較高環境溫度下，可能需要如圖示的SMT散熱片（圖片來自Wakefield Engineering）。

　　熱計算

　　D類放大器的管芯溫度可以通過一些基本計算進行估計。本例中根據下列條件計算其溫度：

　　TAM = +40°C

　　POUT = 16W

　　效率（η） = 87%

　　ΘJA = 21°C/W

　　首先，計算D類放大器的功耗：

　　然后，通過功耗計算管芯溫度TC，公式如下：

　　根據這些數據，可以推斷出該器件工作時具有較為理想的性能。因為系統很少能正好工作在+25°C的理想環境溫度下，因此應該根據系統的實際使用環境溫度進行合理的估算。

　　負載阻抗

　　D類放大器MOSFET輸出級的導通電阻會影響它的效率和峰值電流能力。降低負載的峰值電流可減少MOSFET的I2R損耗，進而提高效率。要降低峰值電流，應在保證輸出功率，以及D類放大器的電壓擺幅以及電源電壓的限制的條件下，選擇最大阻抗的揚聲器，如圖5所示。本例中，假設D類放大器的輸出電流為2A，電源電壓范圍為5V至24V。電源電壓大于等于8V時，4Ω的負載電流將達到2A，相應的最大連續輸出功率為8W。如果8W的輸出功率能滿足要求，則可以考慮使用一個12Ω揚聲器和15V供電電壓，此時的峰值電流限制在1.25A，對應的最大連續輸出功率為9.4W。此外，12Ω負載的工作效率要比4Ω負載的高出10%到15%，降低了功耗。實際效率的提高根據不同D類放大器而異。雖然大多數揚聲器的阻抗都采用4Ω或8Ω，但也可采用其他阻抗的揚聲器實現更高效的散熱。

　　圖5. 選擇最佳的阻抗和電源電壓使輸出功率最大。

　　另外還需要注意音頻帶寬內負載阻抗的變化。揚聲器是一個復雜的機電系統，具有多種諧振元件。換言之，8Ω的揚聲器只在很窄的