工程師參考手冊（一）：D類功放設(shè)計(jì)須知

　　由于MOSFET開關(guān)速度很快，對于這種功放它是你最好的選擇。它是一個(gè)多數(shù)載流子器件，相對于IGBT和BJT它的開關(guān)時(shí)間比較快，因而在功放中有比較好的效率和線性度。而MOSFET的選擇是基于功放規(guī)格而定。因而在選擇器件以前要知道輸出功率和負(fù)載阻抗（如100W 8Ω），功率電路拓?fù)洌ㄈ绨霕蛄夯蛉珮颍?，調(diào)制度（如89%—90%）。

　　5、 MOSFET中的功率損耗

　　功率開關(guān)中的損失在AB線性功放和D類功放之間是截然不同的。首先看一下在線性AB功放中的損耗，其損耗可以定義如下：

　　K是母線電壓與輸出電壓的比率。

　　對于線性功放功率器件損耗，可以簡化成下面的公式：

　　需要說明的是AB功放功率損耗與輸出器件參數(shù)無關(guān)。

　　現(xiàn)在一起看一下D類功放的損失，在輸出器件中的全部損耗如下：

　　Ptotal=Psw+Pcond+Pgd

　　Psw是開關(guān)損耗

　　Pcond是導(dǎo)通損耗，

　　Pgd是柵極驅(qū)動(dòng)損耗

　　從上式可看于D類功放的輸出損耗是根據(jù)器件的參數(shù)來定的，即基于Qg（柵極電荷）、Rds（on）（靜態(tài)漏源通態(tài)電阻）、Coss（MOSFET的輸出電容）和tf（MOSFET下降時(shí)間），所以減少D類功放損耗應(yīng)有效選擇器件，圖4是D類功放的功率損耗和K的函數(shù)關(guān)系。

　　6、 半橋和全橋結(jié)構(gòu)拓?fù)涞膶Ρ?/P>

　　和普通的AB類功放相似，D類功放可以歸類成兩種拓?fù)?，分別是半橋和全橋結(jié)構(gòu)。每種拓?fù)涠几饔欣住：喍灾?，半橋簡單，而全橋在音頻性能上更好一些，全橋拓?fù)湫枰獌蓚€(gè)半橋功放，這樣就需要更多的元器件。盡管如此，橋拓?fù)涞墓逃胁罘州敵鼋Y(jié)構(gòu)可以消除諧波失真和直流偏置，就像在AB功放中一樣。一個(gè)全橋拓?fù)湓试S用更好的PWM調(diào)制方案，比如量化幾乎沒有錯(cuò)誤的三水平PWM方案。

　　在半橋拓?fù)渲?，電源面臨從功放返回來的能量而導(dǎo)致嚴(yán)重的母線電壓波動(dòng)，特別是當(dāng)功放輸出低頻信號(hào)到負(fù)載時(shí)。能量回流到電源是D類功放的一個(gè)基本特性。在全橋中的一個(gè)臂傾向于消耗另一個(gè)臂的能量。所以就沒有可以回流的能量。

　　7、 不完美失真和噪音產(chǎn)生

　　一個(gè)理想的D類功放沒有失真，在可聽波段沒有噪音且效率足100%。然而，實(shí)際的D類功放并不完美并且會(huì)有失真和噪音。其不完美是由于D類功放產(chǎn)生的失真開關(guān)波形造成的。原因是：

　　*從調(diào)制器到開關(guān)級由于分辨率限制和時(shí)間抖動(dòng)而導(dǎo)致的PWM信號(hào)中的非線性。

　　*加在柵極驅(qū)動(dòng)上的時(shí)間誤差，如死區(qū)時(shí)間，開通關(guān)斷時(shí)間，上升下降時(shí)間。

　　*開關(guān)器件上的不必要特征，比如限定電阻，限定開關(guān)速度或體二極管特征。

　　*雜散參數(shù)導(dǎo)致過度邊緣的震蕩。

　　*由于限定的輸出電阻和通過直流母線的能量的反作用而引起得電源電壓波動(dòng)