基于D類音頻放大器的程控交流電源的設計
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使用D類音頻放大器IRS2092的BTL接法，一個全橋使用兩個半橋輸出級，并以差分方式驅動負載。全橋結構是通過轉換負載的導通路徑來工作的，因此負載電流可以雙向流動，無須負電源或隔直電容。在相同電源電壓下，理論上提供的最大輸出功率是半橋式放大器的4倍。它可以推廣應用到更高輸出功率的AC/AC轉換電源。本文引用地址：http://2s4d.com/article/180640.htm
關鍵技術設計
程控交流電源要求0～5V程控直流電平輸入對應AC 0～500V（有效值）輸出。通過改變D類音頻放大器的正弦波輸入的幅度即可實現最大500V正弦波對應輸出。但是，首先需要解決0～5V程控直流電平如何轉換成D類音頻放大器的正弦波輸入的問題。
CD4051是8通道數字控制模擬開關，有三個二進制控制輸入端A、B、C和INH輸入，相當于一個單刀八擲開關，開關接通哪一通道，由輸入的3位地址碼A、B、C來決定。INH是禁止端，當INH=1時，各通道均不接通。此外，CD4051還設有一個電源端VEE，以作為電平位移時使用，從而使得在單電源供電條件下CMOS電路所提供的數字信號能直接控制這種多路開關，并使這種多路開關可傳輸峰峰值達15V的交流信號。例如，若模擬開關的供電電源VDD=+5V，VSS=0V，當VEE=-5V時，只要對此模擬開關施加0～5V的數字控制信號，就可控制幅度范圍為-5V～+5V的模擬信號。
圖5 PWM輸出波形
設計時，首先要考慮到如何產生固定幅度的正弦波基準信號以作為CD4051的模擬量輸入。產生正弦波基準信號的方案有多種，可由文氏振蕩器獲得良好的正弦波形，也可先由比較器輸出的方波經積分器得到三角波，再由差分放大器或采用低通濾波器的方法，實現三角波到正弦波的變換。
其次是高精度的正弦波基準信號的程控，最簡單方法是使用微處理器進行12通道的A/D轉換，用這12通道去控制CD4051的輸入端A、B、C（INH=0時），即產生212=4096個狀態(tài)。如圖6所示，開關D1～D3控制模擬量低位，D4控制高位。通過合理計算R1a～R9d，0～4096個狀態(tài)對應0～5V程控直流電平輸入。需要注意的是，第4096狀態(tài)產生的條件是12通道都為0時而第4個CD4051的INH=1時，它輸出正弦波模擬量最大值。
圖6 正弦波基準信號的程控圖
圖7 正弦電壓輸出波形
實驗結果
采用上述主電路結構和控制方式研制了一臺0～5V直流電平輸入對應0～500V（有效值）AC輸出的程控電源樣機，固定頻率50Hz，輸出電流5mA，線性度≤1%，響應時間≤50ms，輸出過流保護。5V程控正弦電壓輸出波形如圖7所示，較好地滿足了電纜測試儀程控電源的要求。
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