D类功率放大器电路设计与调试
2.3 驱动电路以及互补对称输出和低通滤波电路
如图4所示。将PWM信号整形变换成互补对称的输出驱动信号,用CD40106施密特触发器并联运用以获得较大的电流输出,送给由晶体三极管组成的互补对称式射极跟随器驱动的输出管,保证了快速驱动。驱动电路晶体三极管选用9012和9014对管。
H桥互补对称输出电路对VMOSFET的要求是导通电阻小,开关速度快,开启电压小。因输出功率稍大于1W,属小功率输出,可选用功率相对较小、输入电容较小、容易快速驱动的对管,IRF9630和IRFZ48NVMOS对管的参数能够满足上述要求,故采用之。实际电路如图4所示。本设计采用4阶Butterworth低通滤波器。
图4H桥互补对称输出及低通滤波电路
对滤波器的要求是上限频率≥20kHz,在通频带内特性基本平坦。互补PWM开关驱动信号交替开启Q6和Q8或Q12和Q10,分别经两个4阶巴特沃兹滤波器滤波后推动喇叭工作。
3电路测试
3.1 调试步骤
1)通频带的测量:在放大器电压放大倍数为10,实测3dB通带的上、下边界频率值。通频带测试时应去掉测试用的RC滤波器。
2)最大不失真输出功率:放大倍数为10,输入1kHz正弦信号,用毫伏表测量放大器输出电压有效值,计算最大输出功率Po-max。3)输入阻抗:在输入回路中串入10kΩ电阻,放大器输入端电压下降应小于50%。
4)效率测量:输入1kHz正弦波,放大倍数为10时,使输出功率达到500mW,测量功率放大器的电源电流I(不包括测试用变换电路和显示部分的电流)。要求电源电压V的范围为5×(1+1%)V。效率为:500mW%V×I。大电流电感
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