工程師參考手冊（四）：D類功放設(shè)計須知

　　1．5 負(fù)反饋

　　負(fù)反饋是LPF電路，將檢測到的輸出級音頻成分反饋到輸入級，與輸入信號比較，對輸出信號進行補償、校正、噪聲整形，以此改善功放線性度，降低電源中紋波（電源抑制比，PSRR）。負(fù)反饋可減小通帶內(nèi)因脈沖寬度調(diào)制、輸出級和電源電壓變化而產(chǎn)生的噪聲，使輸出PWM中低頻成分總能與輸入信號保持一致，以得到很好的THD，使聲音更加豐富精確。

　　1．6 功耗效率分析

　　D類效率在THD《7％情況下，可達85％以上效率，遠(yuǎn)高于普及使用的最大理論效率78.5％的線性功放。根本原因在于輸出級MOSFET完全工作在開關(guān)狀態(tài)。理論上，D類功放效率為：

　　假設(shè)D類功放MOSFET導(dǎo)通電阻為RON，所有其他無源電阻為RP，濾波器電阻為RF，負(fù)載電阻為RL，則不考慮開關(guān)損耗的效率為：

　　式中：fOSC是振蕩器頻率；tON和tOFF分別是MOSFET開、關(guān)頻率。此時效率為：

　　由上述公式得知，D類功放中負(fù)載RL，相對其他電阻，比值越大效率越高；MOSFET作為續(xù)流開關(guān)，所消耗的功率幾乎等于MOSFET導(dǎo)通阻抗上I2RON損耗和靜態(tài)電流總和，相比較輸出到負(fù)載的功率幾乎可忽略。所以，其效率遠(yuǎn)高于線性功放，如圖5所示。非常適應(yīng)現(xiàn)今綠色節(jié)能的要求，適合被平板等數(shù)字視聽產(chǎn)品規(guī)模使用。

　　2 D類功放需要注意的關(guān)鍵點

　　在D類設(shè)計應(yīng)用中需注意以下幾點：

　　2．1 Deadtime（死區(qū)校正）

　　全橋MOSFET管輪流成對導(dǎo)通，理想狀態(tài)一對導(dǎo)通，另一對截止，但實際上功率管的開啟關(guān)斷有一個過程。過渡過程中，必有一瞬間，如圖3所示，在IN1／IN3尚未徹底關(guān)斷時IN2／IN4就已開始導(dǎo)通；因MOSFET全部跨接于電源兩端，故極端的時間內(nèi)，可能會有很大的電壓電流同時加在4個MOSFET上，導(dǎo)致功耗很大，整體效率下降，而且器件溫升加劇，燒壞MOSFET，降低可靠性。為避免兩對MOSFET同處導(dǎo)通狀態(tài)，引起有潛在威脅的很大短路電流，應(yīng)保證一對MOSFET導(dǎo)通和另一對MOSFET截止期間有一個很短的停滯死區(qū)時間（Dead-time），這個時間由Logic邏輯控制器控制，以有效保證一組MOSFET關(guān)斷后，另一組MOSFET再適時開啟，減小MOSFET損耗，提高放大器效率。

　　但Deadtime設(shè)置不當(dāng)，將出現(xiàn)如下問題：