单片集成功放、D类、功率管

D类功放的原理

D类开关放大器的概念源于50年前，但因其工作频率至少应为音频信号上限频率（20kHz）的4~5倍，早期采用电子管、晶体管的电路在功率、效率等方面还不能充分体现其优越性。

20世纪80年代出现了开关速度和导通损耗满足要求的MOSFET，近年来又出现了集成前置驱动电路，如Harris公司的HIP4080，从而推动了D类功放的实用发展。

D类功放所用的MOSFET为N沟道型，因为N型沟道MOSFET的导通损耗仅为相应规格的P沟道MOSFET的1/3。

传统的音频功率放大器有A类、AB类、B类、C类等几种，其功率放大器件（电子管、晶体管、场效应管、集成电路等）均工作于线性放大区域，属线性放大器，其效率普遍不高，通常AB类放大器的效率不会超过60%。

采用D类开关放大电路可明显提高功放的效率。

D类功放将音频信号转变为宽度随信号幅度变化的高频脉冲，控制功率管以相应的频率饱和导通或截止，功率管输出的信号经低通滤波器驱动扬声器发声。

因功率管大部分时间处于饱和导通和截止状态，功率损耗很小，其效率可达90%以上。

典型的D类功放可提供200W输出，效率达94%，谐波失真在1%~2.8%。

D类功放保真度不如线性放大器，但在很多场合已能满足要求，例如汽车音响系统只要求低功率输出时失真小于2%，满功率输出时小于5%，而且经过改进D类功放的性能还将有所提高。

另外，D类功放不存在交越失真。

D类开关放大器由积分器、占空比调制器、开关驱动电路及输出滤波器组成，图1(a)所示的电路为采用半桥驱动的D类功放，它采用了固定频率的占空比调制器，功率管输出的方波信号与音频信号混合作为负反馈信号送入积分器。

积分器兼有滤波作用，输出修正信号送占空比调制器，占空比调制器由比较器和三角波发生器组成[图1(b)]，用修正信号对三角波进行调制产生调制输出，推动功率管工作。

负反馈应取自低通滤波器之前，否则因滤波后的信号与输入的信号有相位差（二阶滤波器可能引起180°的相位差），可能引起电路自激，需采用复杂的相位补偿电路。

D类功放电路介绍(入门经典)

传统的音频功率放大器有a类、ab类、b类、c类等几种，其功率放大器件〔电子管、晶体管、场效应管、集成电路等〕均工作于线性放大区域，属线性放大器，其效率普遍不高，通常ab类放大器的效率不会超过60%。

采用d类开关放大电路可明显提高功放的效率。

d类功放将音频信号转变为宽度随信号幅度变化的高频脉冲，控制功率管以相应的频率饱和导通或截止，功率管输出的信号经低通滤波器驱动扬声器发声。

因功率管大局部时间处于饱和导通和截止状态，功率损耗很小，其效率可达90%以上。

典型的d类功放可提供200w输出，效率达94%，谐波失真在1%~2.8%。

d类功放保真度不如线性放大器，但在很多场合已能满足要求，例如汽车音响系统只要求低功率输出时失真小于2%，满功率输出时小于5%，而且经过改良d类功放的性能还将有所提高。

另外，d类功放不存在交越失真。

d类开关放大器的概念源于50年前，但因其工作频率至少应为音频信号上限频率〔20khz〕的4~5倍，早期采用电子管、晶体管的电路在功率、效率等方面还不能充分表达其优越性。

20世纪80年代出现了开关速度和导通损耗满足要求的mosfet，近年来又出现了集成前置驱动电路，如harris公司的hip4080，从而推动了d类功放的实用开展。

d类功放所用的mosfet为n沟道型，因为n型沟道mosfet的导通损耗仅为相应规格的p沟道mosfet的1/3。

d类开关放大器由积分器、占空比调制器、开关驱动电路与输出滤波器组成，图1(a)所示的电路为采用半桥驱动的d类功放，它采用了固定频率的占空比调制器，功率管输出的方波信号与音频信号混合作为负反应信号送入积分器。

积分器兼有滤波作用，输出修正信号送占空比调制器，占空比调制器由比拟器和三角波发生器组成[图1(b)]，用修正信号对三角波进展调制产生调制输出，推动功率管工作。

负反应应取自低通滤波器之前，否那么因滤波后的信号与输入的信号有相位差〔二阶滤波器可能引起180°的相位差〕，可能引起电路自激，需采用复杂的相位补偿电路。

D类功放

对于D类功放，大家已经谈了很多，但是目前市场上真正能够商用的电路并不多，虽然理论比较简单，但是要实现确实很难的，首先用于D类功放实现PWM调制信号的三角波的频率是300KHZ-400KHZ左右，后端的LPF就不可避免的存在EMI的问题，另外一个问题就是PWM控制的晶体管的开关特性不可能是理想的开关，所以起效率只有接近100%，一般好的可以达到90%以上。

一般的D类功放都采用PWM反馈信号来达到整个系统的稳定，所以后端滤波器是一个对整体性能起决定作用的部分。

Philips去年推出的TDA8920TH-D类功放放大器就是一个单片的放大器，另外还有由TDA8929T（控制器完成PWM调制）+TDA8926/8927J（放大功能）也能完成同样的功能，典型的供电电压就是+25V/-25V。

当失真不大于10%时的输出功率可以达到2X80W，BTL模式可以达到140W的输出功率，完全可以满足HI-FI的要求，目前广泛应用在汽车电子，DVD/VCD，多功能演播系统中，以及工业通讯中的扬声功能等等D类功放确实存在信号失真较大的问题，但是PHILIPS现在推出的TDA8920TH确实在这个问题上有了很大的改进，在保证大输出功率的情况下（50W），失真THD可以作到小于0.5%,这个我们是实际测试过的。

D类功放中的功率晶体管工作在开关状态，又称作数字功放。

D类功放的效率高达80 %至90 %以上，使用时基本不需要散热器，或者只需要一片很小的散热器，但是它的保真度和A类及AB类功放相比则大为逊色。

理想的功放是保真度高，同时效率也高。

目前多个音响论坛中很难找到数字功放（D类）的标准线路图，关于这类功放的文字介绍也非常少类音频功率放大器的研究摘要：D类音频功率放大器具有高效、节能、数字化、体积小、重量轻的特点，本文通过对D 类音频功率放大器的进一步研究和设计调试结果，表明不久D类音频功率放大器将取代模拟音频放大器的必然趋势。

d类功放_增益和功率_解释说明以及概述

d类功放增益和功率解释说明以及概述1. 引言1.1 概述在现代科技发展的进程中，功率放大器作为一种重要的电子设备，在各个领域中具有广泛的应用。

其中，D类功放作为一种高效率低功耗的功率放大器，近年来受到了越来越多人的关注和研究。

本文旨在对D类功放的增益和功率进行解释说明，并概述其相关概念、特点以及影响因素。

通过对D类功放增益和功率的详细讨论和分析，可以更好地理解该类型功放器件在实际应用中的优势与限制，并对未来的技术发展提出一些建议。

1.2 文章结构本文将分为五个主要部分进行说明。

除了引言部分外，还包括：功放定义与分类、D类功放增益解释说明、D类功放功率解释说明以及结论与总结。

在第二部分中，我们将介绍功放器件的基本概念和分类，并着重介绍D类功放，在不同应用领域中的具体使用情况。

第三部分将详细讨论D类功放增益的定义、重要性以及其特点。

同时还会探讨如何调节增益以及影响增益的因素。

第四部分将重点解释功率的概念和意义，并着重说明D类功放的功率输出特点。

此外，我们还会讨论容量和负载对功率输出的影响。

最后，第五部分将对D类功放的增益和功率进行综合评价和分析，讨论其在实际应用中的优势与局限，并提出未来技术发展的展望和研究方向建议。

1.3 目的本文旨在对D类功放的增益和功率这两个关键概念进行深入解释和阐述。

通过对这些内容的详细讨论，读者可以更全面地了解D类功放器件的特点、优势和局限性。

同时，我们希望借此机会提醒读者注意增益调节方法以及容量和负载等因素对功率输出产生的影响。

最后，我们也期望能够引起更多人对于D类功放技术未来发展方向的思考，并给予一些相关建议。

通过本文内容，希望能够为读者提供有关该主题领域内基础知识与进一步探索所需的背景信息。

2. 功放定义与分类2.1 功率放大器的概念及作用功率放大器是一种电子设备，用于增加电信号的幅度，从而增强信号的功率。

它在各个领域中广泛应用，包括音频和视频系统、通信系统、雷达系统等。

D类功率放大器简介

D类数字功放简介D类功放也叫丁类功放，是指功放管处于开关工作状态的功率放大器。

早先在音响领域里人们一直坚守着A类功放的阵地，认为A类功放声音最为清新透明，具有很高的保真度。

但A类功放的低效率和高损耗却是它无法克服的先天顽疾。

后来效率较高的B类功放得到广泛的应用，然而，虽然效率比A类功放提高很多，但实际效率仍只有50%左右，这在小型便携式音响设备如汽车功放、笔记本电脑音频系统和专业超大功率功放场合，仍感效率偏低不能令人满意。

所以，如今效率极高的D类功放，因其符合绿色革命的潮流正受着各方面的重视，并得到广泛的应用。

一、D类功放的特点与电路组成1．D类功放的特点（1）效率高。

在理想情况下，D类功放的效率为100%（实际效率可达90%左右）。

B类功放的效率为78.5%（实际效率约50%），A类功放的效率才50%或25%（按负载方式而定）。

这是因为D类功放的放大元件是处于开关工作状态的一种放大模式。

无信号输入时放大器处于截止状态，不耗电。

工作时，靠输入信号让晶体管进入饱和状态，晶体管相当于一个接通的开关，把电源与负载直接接通。

理想晶体管因为没有饱和压降而不耗电，实际上晶体管总会有很小的饱和压降而消耗部分电能。

（2）功率大。

在D类功放中，功率管的耗电只与管子的特性有关，而与信号输出的大小无关，所以特别有利于超大功率的场合，输出功率可达数百瓦。

（3）失真低。

D类功放因工作在开关状态，因而功放管的线性已没有太大意义。

在D 类功放中，没有B类功放的交越失真，也不存在功率管放大区的线性问题，更无需电路的负反馈来改善线性，也不需要电路工作点的调试。

（4）体积小、重量轻。

D类功放的管耗很小，小功率时的功放管无需加装体积庞大的散热片，大功率时所用的散热片也要比一般功放小得多。

而且一般的D类功放现在都有多种专用的IC芯片，使得整个D类功放电路的结构很紧凑，外接元器件很少，成本也不高。

2．D类功放的组成与原理D类功放的电路组成可以分为三个部分：PWM调制器、脉冲控制的大电流开关放大器、低通滤波器。

D类功放资料

基于D类功放的宽范围可调开关电源的设计[日期：2005-7-11] 来源：电源技术应用作者：重庆交通学院基础部周平[字体：大中小]摘要：结合PWM开关电源的原理对D类功放的工作原理进行了分析，提出了在D类功放基础上构建PWM正负可调开关电源的方法，并在成品D类功放器件基础上，成功地实现了经济实用的开关电源。

关键词：D类功放；PWM开关电源；反馈；稳压引言很多电子设备的开发研制过程中，都需要各种各样的实验与测试用通用稳压电源。

这一类电源要求有较宽的调节范围、一定的输出功率以及完善的保护功能。

以往的实验与测试用电源，为了实现输出的宽范围调节，大多使用基于模拟串、并联电路的稳压方式，其效率低下已是人们的共识。

PWM脉宽调制开关电源的出现，大大提高了电源的效率，可是，现在的PWM开关电源的运用，大多局限在成品电器设备的固定电压的输出模式，其电压可调范围十分有限，而开关电源在通用电源的宽范围可调应用上并不普遍，特别是在对称的正负范围输出的可调应用上，即使有这样的产品其价格也相对较高。

作者结合PWM开关电源的原理对D类功放的工作原理进行了分析，认为利用D类功放可以在较为经济的条件下，方便地实现宽范围可调的PWM开关电源。

1 D类功率放大器的工作原理如图1所示，D类音频功率放大器由两部分构成。

第一部分是输入比较和PWM信号形成电路，该电路中的三角波发生器产生固定频率和幅度的三角波信号作为脉宽调制的比较标准，通过比较器和输入的音频信号进行比较后输出PWM信号，该信号的脉宽是随着音频信号幅度的变化而成正比例地变化。

放大器中的三角波、音频正弦信号产生的PWM波形及关系如图2所示。

第二部分是H桥脉宽功率放大电路和输出大功率滤波电路，如图3所示。

第一部分电路得到的PWM信号经过整形放大，驱动H桥中与高压大功率电源相连的的4只大功率CMOS开关管轮流导通，控制末级电源向负载提供的电流，从而获得大功率的P WM信号，该信号再经过负载前的LC滤波器，利用电感电容的充放电效应在负载上获得大功率的音频信号。

功率放大器的分类及其参数

功率放大器的分类及其参数功率放大器（简称：功放）（Power Amplifier）功率放大器，顾名思义，是将功率放大的放大器。

进入微弱的信号，如话筒、VCD、微波等等送到前置放大电路，放大成足以推动功率放大器信号幅度，最后后级功率放大电路推动喇叭或其它设备，它最大的功用，是当成输出级（Output Stage）使用。

从另一个角度来看，它是在做大信号的电流放大，以达到功率放大的目的。

从广义上来说功率放大器不局限于音频放大，很多场合都会用到它，如射频、微波、激光等等。

功率放大器的分类：1、纯甲类功率放大器纯甲类功率放大器又称为A类功率放大器（Class A），它是一种完全的线性放大形式的放大器。

在纯甲类功率放大器工作时，晶体管的正负通道不论有或没有信号都处于常开状态，这就意味着更多的功率消耗为热量。

纯甲类功率放大器在汽车音响的应用中比较少见，像意大利的Sinfoni高品质系列才有这类功率放大器。

这是因为纯甲类功率放大器的效率非常低，通常只有20-30%，音响发烧友们对它的声音表现津津乐道。

2、乙类功率放大器乙类功率放大器，也称为B类功率放大器（Class B），它也被称为线性放大器，但是它的工作原理与纯甲类功率放大器完全不同。

B类功放在工作时，晶体管的正负通道通常是处于关闭的状态除非有信号输入，也就是说，在正相的信号过来时只有正相通道工作，而负相通道关闭，两个通道绝不会同时工作，因此在没有信号的部分，完全没有功率损失。

但是在正负通道开启关闭的时候，常常会产生跨越失真，特别是在低电平的情况下，所以B 类功率放大器不是真正意义上的高保真功率放大器。

在实际的应用中，其实早期许多的汽车音响功放都是B类功放，因为它的效率比较高。

3、甲乙类功率放大器。

D类功放电路介绍(入门经典)

传统的音频功率放大器有a类、ab类、b类、c类等几种，其功率放大器件（电子管、晶体管、场效应管、集成电路等）均工作于线性放大区域，属线性放大器，其效率普遍不高，通常ab类放大器的效率不会超过60%。

采用d类开关放大电路可明显提高功放的效率。

d 类功放将音频信号转变为宽度随信号幅度变化的高频脉冲，控制功率管以相应的频率饱和导通或截止，功率管输出的信号经低通滤波器驱动扬声器发声。

因功率管大部分时间处于饱和导通和截止状态，功率损耗很小，其效率可达90%以上。

典型的d类功放可提供200w输出，效率达94%，谐波失真在1%~2.8%。

d类功放保真度不如线性放大器，但在很多场合已能满足要求，例如汽车音响系统只要求低功率输出时失真小于2%，满功率输出时小于5%，而且经过改进d类功放的性能还将有所提高。

另外，d类功放不存在交越失真。

d类开关放大器的概念源于50年前，但因其工作频率至少应为音频信号上限频率（20khz）的4~5倍，早期采用电子管、晶体管的电路在功率、效率等方面还不能充分体现其优越性。

20世纪80年代出现了开关速度和导通损耗满足要求的mosfet，近年来又出现了集成前置驱动电路，如harris公司的hip4080，从而推动了d类功放的实用发展。

d类功放所用的mosfet为n沟道型，因为n型沟道mosfet的导通损耗仅为相应规格的p沟道mosfet的1/3。

d类开关放大器由积分器、占空比调制器、开关驱动电路及输出滤波器组成，图1(a)所示的电路为采用半桥驱动的d类功放，它采用了固定频率的占空比调制器，功率管输出的方波信号与音频信号混合作为负反馈信号送入积分器。

积分器兼有滤波作用，输出修正信号送占空比调制器，占空比调制器由比较器和三角波发生器组成[图1(b)]，用修正信号对三角波进行调制产生调制输出，推动功率管工作。

负反馈应取自低通滤波器之前，否则因滤波后的信号与输入的信号有相位差（二阶滤波器可能引起180°的相位差），可能引起电路自激，需采用复杂的相位补偿电路。

什么是d类功放

什么是d类功放一、定义：功率放大器简称功放，其作用主要是将音源器材输入的较微弱信号进行放大后，产生足够大的电流去推动扬声器进行声音的重放。

由于考虑功率、阻抗、失真、动态以及不同的使用范围和控制调节功能，不同的功放在内部的信号处理、线路设计和生产工艺上也各不相同。

二、分类：（一）按功放中功放管的导电方式不同，可以分为四类：1.甲类功放（又称A类）甲类功放是指在信号的整个周期内（正弦波的正负两个半周），放大器的任何功率输出元件都不会出现电流截止（即停止输出）的一类放大器。

特点：甲类放大器工作时会产生高热，效率很低，但固有的优点是不存在交越失真。

单端放大器都是甲类工作方式，推挽放大器可以是甲类，也可以是乙类或甲乙类。

2.乙类功放（又称B类）乙类功放是指正弦信号的正负两个半周分别由推挽输出级的两“臂”轮流放大输出的一类放大器，每一“臂”的导电时间为信号的半个周期。

特点：乙类放大器的优点是效率高，缺点是会产生交越失真。

3.甲乙类功放（又称AB类）甲乙类功放界于甲类和乙类之间，推挽放大的每一个“臂”导通时间大于信号的半个周期而小于一个周期。

特点：甲乙类放大有效解决了乙类放大器的交越失真问题，效率又比甲类放大器高，因此获得了极为广泛的应用。

4.丁类功放（又称D类）丁类功放也称数字式放大器，利用极高频率的转换开关电路来放大音频信号特点：具有效率高，体积小的优点。

许多功率高达1000W的丁类放大器，体积只不过像VHS录像带那么大。

这类放大器不适宜于用作宽频带的放大器，但在有源超低音音箱中有较多的应用。

（二）按功放输出级放大元件的数量，可以分为两类：1.单端放大器输出级由一只放大元件（或多只元件但并联成一组）完成对信号正负两个半周的放大。

单端放大机器只能采取甲类工作状态。

2.推挽放大器输出级有两个“臂”（两组放大元件），一个“臂”的电流增加时，另一个“臂”的电流则减小，二者的状态轮流转换。

对负载而言，好像是一个“臂”在推，一个“臂”在拉，共同完成电流输出任务。

A类B类AB类C类D类五种功率放大器

A类功放输出级中两个或两组晶体管永远处于导电状态;也就是说不管有无讯号输入它们都保持传导电流;并使这两个电流等于交流电的峰值;这时交流在最大讯号情况下流入负载..当无讯号时;两个晶体管各流通等量的电流;因此在输出中心点上没有不平衡的电流或电压;故无电流输入扬声器..当讯号趋向正极;线路上方的输出晶体管容许流入较多的电流;下方的输出晶体管则相对减少电流;由于电流开始不平衡;于是流入扬声器而且推动扬声器发声..A类功放的工作方式具有最佳的线性;每个输出晶体管均放大讯号全波;完全不存在交越失真Switching Distortion;即使不施用负反馈;它的开环路失真仍十分低;因此被称为是声音最理想的放大线路设计..但这种设计有利有弊;A类功放放最大的缺点是效率低;因为无讯号时仍有满电流流入;电能全部转为高热量..当讯号电平增加时;有些功率可进入负载;但许多仍转变为热量..A类功放是重播音乐的理想选择;它能提供非常平滑的音质;音色圆润温暖;高音透明开扬;这些优点足以补偿它的缺点..A类功率功放发热量惊人;为了有效处理散热问题;A类功放必须采用大型散热器..因为它的效率低;供电器一定要能提供充足的电流..一部25W的A类功放供电器的能力至少够100瓦AB类功放使用..所以A类机的体积和重量都比AB类大;这让制造成本增加;售价也较贵..一般而言;A类功放的售价约为同等功率AB类功放机的两倍或更多..B类功放放大的工作方式是当无讯号输入时;输出晶体管不导电;所以不消耗功率..当有讯号时;每对输出管各放大一半波形;彼此一开一关轮流工作完成一个全波放大;在两个输出晶体管轮换工作时便发生交越失真;因此形成非线性..纯B类功放较少;因为在讯号非常低时失真十分严重;所以交越失真令声音变得粗糙..B类功放的效率平均约为75%;产生的热量较A类机低;容许使用较小的散热器..乙类功放通常的工作方式分为OCL和BTL;BTL可以提供更大的功率;目前绝大部分的功率集成电路都可以用两块组成BTL电路..3、AB类功放与前两类功放相比;AB类功放可以说在性能上的妥协..AB类功放通常有两个偏压;在无讯号时也有少量电流通过输出晶体管..它在讯号小时用A 类工作模式;获得最佳线性;当讯号提高到某一电平时自动转为B类工作模式以获得较高的效率..普通机10瓦的AB类功放大约在5瓦以内用A类工作;由于聆听音乐时所需要的功率只有几瓦;因此AB类功放在大部分时间是用A类功放工作模式;只在出现音乐瞬态强音时才转为B类..这种设计可以获得优良的音质并提高效率减少热量;是一种颇为合乎逻辑的设计..有些AB类功放将偏流调得甚高;令其在更宽的功率范围内以A类工作;使声音接近纯A类机;但产生的热量亦相对增加..4、C类功放丙类功放这类功放较少听说;因为它是一种失真非常高的功放;只适合在通讯用途上使用..C类机输出效率特高;但不是HI-FI放大所适用..5、D类功放丁类功放这种设计亦称为数码功放..D类功放放大的晶体管一经开启即直接将其负载与供电器连接;电流流通但晶体管无电压;因此无功率消耗..当输出晶体管关闭时;全部电源供应电压即出现在晶体管上;但没有电流;因此也不消耗功率;故理论上的效率为百分之百..D类功放放大的优点是效率最高;供电器可以缩小;几乎不产生热量;因此无需大型散热器;机身体积与重量显着减少;理论上失真低、线性佳..但这种功放工作复杂;增加的线路本身亦难免有偏差;所以真正成功的产品甚少;售价也不便宜..PS：目前绝大部分的多媒体音箱都是采用B类乙类功放;而且由于成本和空间原因;多媒体音箱的功放电路多采用集成电路方式;而且电源变压器和滤波电容不可能做的很大..这就直接影响的多媒体箱的音质质和动态..当然采用电子管功放的多媒体音箱如大极典的功放是工作在甲类的;但是音箱的价格不是绝大部分人可以接受的..功放按输出声道来分共分为：单声道;立体声双声道;2.1声道;5.1环绕音效。

D类功放电路介绍(入门经典)

传统的音频功率放大器有a类、ab类、b类、c类等几种，其功率放大器件（电子管、晶体管、场效应管、集成电路等）均工作于线性放大区域，属线性放大器，其效率普遍不高，通常ab类放大器的效率不会超过60%。

采用d类开关放大电路可明显提高功放的效率。

d类功放将音频信号转变为宽度随信号幅度变化的高频脉冲，控制功率管以相应的频率饱和导通或截止，功率管输出的信号经低通滤波器驱动扬声器发声。

因功率管大部分时间处于饱和导通和截止状态，功率损耗很小，其效率可达 90%以上。

典型的d类功放可提供200w 输出，效率达94%，谐波失真在1%~2.8%。

d类功放保真度不如线性放大器，但在很多场合已能满足要求，例如汽车音响系统只要求低功率输出时失真小于2%，满功率输出时小于5%，而且经过改进 d类功放的性能还将有所提高。

另外，d类功放不存在交越失真。

d 类开关放大器的概念源于50年前，但因其工作频率至少应为音频信号上限频率（20khz ）的4~5倍，早期采用电子管、晶体管的电路在功率、效率等方面还不能充分体现其优越性。

20世纪80年代出现了开关速度和导通损耗满足要求的 mosfet，近年来又出现了集成前置驱动电路，如harris公司的hip4080，从而推动了 d类功放的实用发展。

d 类功放所用的mosfet为n沟道型，因为n型沟道 mosfet的导通损耗仅为相应规格的 p沟道mosfet的1/3。

d类开关放大器由积分器、占空比调制器、开关驱动电路及输出滤波器组成，图1（a）所示的电路为采用半桥驱动的d类功放，它采用了固定频率的占空比调制器，功率管输出的方波信号与音频信号混合作为负反馈信号送入积分器。

积分器兼有滤波作用，输出修正信号送占空比调制器，占空比调制器由比较器和三角波发生器组成［图1(b)］，用修正信号对三角波进行调制产生调制输出，推动功率管工作。

负反馈应取自低通滤波器之前，否则因滤波后的信号与输入的信号有相位差 (二阶滤波器可能引起180 °的相位差)，可能引起电路自激，需采用复杂的相位补偿电路。

d类功放输出功率

d类功放输出功率D类功放是一种常见的音频功放器件，它具有较高的输出功率。

在音频系统中，功放器件起到放大音频信号的作用，将低功率的音频信号放大为足够大的功率，以驱动扬声器产生高质量的声音。

D类功放由于其高效率、小尺寸和低热损耗等优点，在音响领域得到广泛应用。

D类功放的输出功率通常比其他类型的功放器件更高。

它能够提供足够大的功率以满足大型音响系统的需求。

对于需要较高音量的音乐会、演唱会或大型活动场所，D类功放能够输出强而有力的音乐声音，使听众得到更好的音乐享受。

D类功放具有高效率的特点。

相比于传统的A类或AB类功放，D类功放的功率转换效率更高。

它采用了先进的开关电源技术，能够在不同的负载条件下实现高效率的功率转换。

这意味着D类功放在工作时能够更有效地利用电能，减少能量的浪费，降低功耗和热量产生，从而保证音频系统的可靠性和稳定性。

D类功放器件的小尺寸也是其受欢迎的原因之一。

相比于传统功放器件，D类功放的体积更小，重量更轻。

这使得D类功放可以更方便地安装在各种音响设备中，极大地提高了系统的灵活性和便携性。

特别是在需要移动音响设备的场合，D类功放的小尺寸使得携带和布置变得更加简单和方便。

D类功放还具有低热损耗的特点。

由于其高效率的功率转换，D类功放在工作时产生的热量相对较少。

这降低了功放器件的工作温度，减少了对散热器和冷却系统的要求。

这不仅使得音频系统设计更加灵活，还延长了功放器件的使用寿命。

总结起来，D类功放作为一种高输出功率的音频功放器件，在音响领域具有重要的应用价值。

其高效率、小尺寸和低热损耗等特点，使得它成为了现代音响设备中不可或缺的一部分。

随着技术的不断进步，D类功放的性能还将得到进一步的提升，为用户带来更卓越的音乐体验。

D类功放电路介绍(入门基础精彩)

传统的音频功率放大器有a类、ab类、b类、c类等几种，其功率放大器件（电子管、晶体管、场效应管、集成电路等）均工作于线性放大区域，属线性放大器，其效率普遍不高，通常ab类放大器的效率不会超过60%。

采用d类开关放大电路可明显提高功放的效率。

d 类功放将音频信号转变为宽度随信号幅度变化的高频脉冲，控制功率管以相应的频率饱和导通或截止，功率管输出的信号经低通滤波器驱动扬声器发声。

因功率管大部分时间处于饱和导通和截止状态，功率损耗很小，其效率可达90%以上。

典型的d类功放可提供200w输出，效率达94%，谐波失真在1%~2.8%。

d类功放保真度不如线性放大器，但在很多场合已能满足要求，例如汽车音响系统只要求低功率输出时失真小于2%，满功率输出时小于5%，而且经过改进d类功放的性能还将有所提高。

另外，d类功放不存在交越失真。

d类开关放大器的概念源于50年前，但因其工作频率至少应为音频信号上限频率（20khz）的4~5倍，早期采用电子管、晶体管的电路在功率、效率等方面还不能充分体现其优越性。

20世纪80年代出现了开关速度和导通损耗满足要求的mosfet，近年来又出现了集成前置驱动电路，如harris公司的hip4080，从而推动了d类功放的实用发展。

d类功放所用的mosfet为n沟道型，因为n型沟道mosfet的导通损耗仅为相应规格的p沟道mosfet的1/3。

d类开关放大器由积分器、占空比调制器、开关驱动电路及输出滤波器组成，图1(a)所示的电路为采用半桥驱动的d类功放，它采用了固定频率的占空比调制器，功率管输出的方波信号与音频信号混合作为负反馈信号送入积分器。

积分器兼有滤波作用，输出修正信号送占空比调制器，占空比调制器由比较器和三角波发生器组成[图1(b)]，用修正信号对三角波进行调制产生调制输出，推动功率管工作。

负反馈应取自低通滤波器之前，否则因滤波后的信号与输入的信号有相位差（二阶滤波器可能引起180°的相位差），可能引起电路自激，需采用复杂的相位补偿电路。

D类功放

D类功放目录
概述
发展历程
基本结构
工作原理
编辑本段概述
D类功放指的是D类音频功率放大器（有时也称为数字功放）。通过控制开关单元的ON/OFF，驱动扬声器的放大器称D类放大器。D类放大器首次提出于1958年，近些年已逐渐流行起来。已经问世多年，与一般的线性AB类功放电路相比，D类功放有效率高、体积小等特点。
编辑本段发展历程
在音响领域里人们一直坚守着A类功放的阵地。认为A类功放声音最为清新 D类功放芯片
透明，具有很高的保真度。但是，A类功放的低效率和高损耗却是它无法克服的先天顽疾。B类功放虽然效率提高很多，但实际效率仅为50%左右，在小型便携式音响设备如汽车功放、笔记本电脑音频系统和专业超大功率功放场合，仍感效率偏低不能令人满意。所以，效率极高的D类功放，因其符合绿色革命的潮流正受着各方面的重视。由于集成电路技术的发展，原来用分立元件制作的很复杂的调制电路，现在无论在技术上还是在价格上均已不成问题。而且近年来数字音响技术的发展，人们发现D类功放与数字音响有很多相通之处，进一步显示出D类功放的发展优势。 D类功放是放大元件处于开关工作状态的一种放大模式。无信号输入时放大器处于截止状态，不耗电。工作时，靠输入信号让晶体管进入饱和状态，晶体管相当于一个接通的开关，把电源与负载直接接通。理想晶体管因为没有饱和压降而不耗电，实际上晶体管总会有很小的饱和压降而消耗部分电能。这种耗电只与管子的特性有关，而与信号输出的大小无关，所以特别有利于超大功率的场合。在理想情况下，D类功放的效率为100%，B类功放的效率为78.5%，A类功放的效率才50%或25%（按负载方式而定）。 D类功放实际上具有开关功能，早期仅用于继电器和电机等执行元件的开关控制电路中。然而，开关功能（也就是产生数字信号的功能）随着数字音频技术研究的不断深入，用与Hi-Fi音频放大的道路却日益畅通。20世纪60年代，设计人员开始研究D类功放用于音频的放大技术，70年代Bose公司就开始生产D类汽车功放。一方面汽车用蓄电池供电需要更高的效率，另一方面空间小无法放入有大散热板结构的功放，两者都希望有D类这样高效的放大器来放大音频信号。其中关键的一步就是对音频信号的调制。

功放 d类

功放 D 类1. 引言功放（Power Amplifier）是一种将音频信号放大的设备，用于将低电平的音频信号增强到足够大的电平以驱动扬声器或其他负载。

D 类功放是一种高效率的功放设计，具有低功耗、小尺寸和低热量等优点，已经广泛应用于音频设备、汽车音响和家庭影院系统等领域。

本文将详细介绍功放 D 类的原理、特点和应用，并讨论其在音频行业中的发展前景。

2. 功放 D 类原理D 类功放采用数字调制技术，将输入的模拟音频信号转换为数字信号，并通过脉冲宽度调制（PWM）技术来控制输出级上电流。

其工作原理如下：1.输入阶段：模拟音频信号经过采样和量化处理，转换为数字信号。

2.数字处理阶段：数字信号经过数字滤波器进行滤波和降噪处理。

3.脉冲宽度调制（PWM）：根据输入信号的幅值大小和频率，在每个时钟周期内产生不同占空比的脉冲。

4.输出级：PWM信号经过滤波器平滑处理后，驱动功放输出级的开关管，将电流传递到负载上。

功放 D 类的主要特点是在输出级采用开关管作为功率放大器，使得功率损耗大大降低，从而提高了功放的效率。

3. 功放 D 类特点功放 D 类相比传统A类和AB类功放具有以下几个显著特点：3.1 高效率D 类功放采用开关管作为输出级，其工作在两个状态之间：导通和截止。

开关管的导通损耗极小，因此功放 D 类的效率可以达到90%以上，远高于传统A类和AB类功放。

这意味着功放 D 类可以更好地利用输入电能，并且产生较少的热量。

3.2 小尺寸由于高效率设计和数字技术的应用，功放 D 类可以实现更小尺寸的设计。

这使得它非常适合应用于便携式音频设备、汽车音响和家庭影院系统等场景。

小尺寸也意味着更方便的安装和布局。

3.3 低热量由于高效率和低能耗特性，功放 D 类产生的热量相对较低。

这不仅有助于减少散热系统的设计难度，还可以提高设备的可靠性和使用寿命。

3.4 低失真功放 D 类采用数字技术进行信号处理和调制，在输出级通过PWM技术控制电流传递，因此具有较低的失真水平。

D类功放电路介绍(入门经典)

传统的音频功率放大器有a类、ab类、b类、c类等几种，其功率放大器件（电子管、晶体管、场效应管、集成电路等）均工作于线性放大区域，属线性放大器，其效率普遍不高，通常ab类放大器的效率不会超过60%。

采用d类开关放大电路可明显提高功放的效率。

d类功放将音频信号转变为宽度随信号幅度变化的高频脉冲，控制功率管以相应的频率饱和导通或截止，功率管输出的信号经低通滤波器驱动扬声器发声。

因功率管大部分时间处于饱和导通和截止状态，功率损耗很小，其效率可达90%以上。

典型的d类功放可提供200w输出，效率达94%，谐波失真在1%~2.8%。

d类功放保真度不如线性放大器，但在很多场合已能满足要求，例如汽车音响系统只要求低功率输出时失真小于2%，满功率输出时小于5%，而且经过改进d类功放的性能还将有所提高。

另外，d类功放不存在交越失真。

d类开关放大器的概念源于50年前，但因其工作频率至少应为音频信号上限频率（20khz）的4~5倍，早期采用电子管、晶体管的电路在功率、效率等方面还不能充分体现其优越性。

20世纪80年代出现了开关速度和导通损耗满足要求的mosfet，近年来又出现了集成前置驱动电路，如harris公司的hip4080，从而推动了d类功放的实用发展。

d类功放所用的mosfet为n沟道型，因为n型沟道mosfet的导通损耗仅为相应规格的p沟道mosfet的1/3。

d类开关放大器由积分器、占空比调制器、开关驱动电路及输出滤波器组成，图1(a)所示的电路为采用半桥驱动的d类功放，它采用了固定频率的占空比调制器，功率管输出的方波信号与音频信号混合作为负反馈信号送入积分器。

积分器兼有滤波作用，输出修正信号送占空比调制器，占空比调制器由比较器和三角波发生器组成[图1(b)]，用修正信号对三角波进行调制产生调制输出，推动功率管工作。

负反馈应取自低通滤波器之前，否则因滤波后的信号与输入的信号有相位差（二阶滤波器可能引起180°的相位差），可能引起电路自激，需采用复杂的相位补偿电路。

A类、B类、AB类、C类、D类五种功率放大器

1、A类功放（又称甲类功放）A类功放输出级中两个（或两组）晶体管永远处于导电状态，也就是说不管有无讯号输入它们都保持传导电流，并使这两个电流等于交流电的峰值，这时交流在最大讯号情况下流入负载。

当无讯号时，两个晶体管各流通等量的电流，因此在输出中心点上没有不平衡的电流或电压，故无电流输入扬声器。

当讯号趋向正极，线路上方的输出晶体管容许流入较多的电流，下方的输出晶体管则相对减少电流，由于电流开始不平衡，于是流入扬声器而且推动扬声器发声。

A类功放的工作方式具有最佳的线性，每个输出晶体管均放大讯号全波，完全不存在交越失真（Switching Distortion），即使不施用负反馈，它的开环路失真仍十分低，因此被称为是声音最理想的放大线路设计。

但这种设计有利有弊，A类功放放最大的缺点是效率低，因为无讯号时仍有满电流流入，电能全部转为高热量。

当讯号电平增加时，有些功率可进入负载，但许多仍转变为热量。

A类功放是重播音乐的理想选择，它能提供非常平滑的音质，音色圆润温暖，高音透明开扬，这些优点足以补偿它的缺点。

A类功率功放发热量惊人，为了有效处理散热问题，A类功放必须采用大型散热器。

因为它的效率低，供电器一定要能提供充足的电流。

一部25W的A类功放供电器的能力至少够100瓦AB类功放使用。

所以A类机的体积和重量都比AB类大，这让制造成本增加，售价也较贵。

一般而言，A类功放的售价约为同等功率AB类功放机的两倍或更多。

2、B类功放（乙类功放）B类功放放大的工作方式是当无讯号输入时，输出晶体管不导电，所以不消耗功率。

当有讯号时，每对输出管各放大一半波形，彼此一开一关轮流工作完成一个全波放大，在两个输出晶体管轮换工作时便发生交越失真，因此形成非线性。

纯B类功放较少，因为在讯号非常低时失真十分严重，所以交越失真令声音变得粗糙。

B类功放的效率平均约为75%，产生的热量较A类机低，容许使用较小的散热器。

乙类功放通常的工作方式分为OCL和BTL，BTL可以提供更大的功率，目前绝大部分的功率集成电路都可以用两块组成BTL电路。

单片集成功放、D类、功率管

R2 20k
RL(负载)
R1
R3
R4 40k
－
－
ui
10k
＋ A1
uo1
40k
＋ A2
uo2
30k
LM48605V
PL
[Uo1 (Uo1)]2 2RL
(2U o1 ) 2 2RL
2U
2 o1
RL
4. D类（开关）功率放大电路（Class-D Power Amplifier）
集成D类功率放大器如LM4651和LM4652:
UCC 22V , PO 125W , 85%
1）效率更高。 2）体积更小。 3）输出功率更大。
4 常用功率电子器件及特性
1 2
功率VMOS器件 VMOS功率管的结构剖面图如图所示。
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散热器和热传导阻力等效通路
(a)铝型材散热器示意图； (b)热传导阻力等效通路(热阻计算)
(a)二次击穿现象；(b)二次击穿临界线
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双极型功率管的安全工作区
单片集成功放,D类功放及功率器件
谢谢收看和听讲, 欢迎下次再相见!
单片集成功放,D类功放及功率器件
3 集成功率放大器
(A) SHM1150
由双极型晶体管和 VMOS组成，电源电压为 ±12V~±50V，电路最大输出功率可达150W，使用十分方便。
(B). 通用型集成功率放大器LM386--低电压（4 ~12V）小功率（0.325 ~ 1W）.
(C). 桥式功率放大器LM4860