完整word高效率PWM音频功率放大器
(完整word版)pwm开关型功率放大器
电力电子技术课程设计报告题目PWM开关型功率放大器的设计专业电气工程及其自动化班级电气学号学生姓名指导教师2008 年春季学期一、总体设计1．主电路的选型（方案设计）经过对设计任务要求的总体分析，明确应该使用电力电子组合变流中的间接交流变流的思想进行设计，因为任务要求频率是可变的，故选择交直交变频电路（即VVVF电源）。
交直交变频电路有两种电路：电压型和电流型。
在逆变电路中均选用双极性调制方式。
方案一：采用电压型间接交流变流电路。
其中整流部分采用单相桥式全控整流电路，逆变部分采用单相桥式PWM逆变电路，滤波部分为LC滤波，负载为阻感性。
电路原理图如下所示：方案二：采用电压型间接交流变流电路。
其中整流部分采用单相全桥整流电路，逆变部分采用单相桥式PWM逆变电路，滤波部分为LC滤波，负载为阻感性。
电路原理图如下所示：方案三：采用电压型间接交流变流电路。
其中整流部分采用单相桥式PWM 整流电路，逆变部分采用单相桥式PWM逆变电路，滤波部分为LC滤波，负载为阻感性。
电路原理图如下所示：分析：方案一中整流电路与逆变电路都采用全控型可以通过控制a角的大小来控制Ud的大小。
方案二中的整流电路是单相全桥整流电路，属于不可控型。
Ud大小不可变。
方案三采用双PWM电路。
整流电路和逆变电路的构成可以完全相同，交流电源通过交流电抗器和整流电路联接，通过对整流电路进行PWM控制，可以使输入电流为正弦波并且与电源电压同相位，因而输入功率因数为1，并且中间直流电路的电压可以调整。
但由于控制较复杂，成本也较高，实际应用还不多，故此处没有选用。
经过分析我选用了方案一。
其中控制部分采用双极性PWM波控制触发，从而控制负载电流和电压。
由于逆变部分采用电压型逆变电路，所以当选用电阻性负载时其电流大致呈正弦波，电压呈矩形波。
2. 总体实现框架二、主要参数及电路设计1. 主电路参数设计 由已知条件可得负载端的电流A i U P 5100500===, 电阻205100===i U R Ω。
上海艾为电子技术 高效率自适应电荷泵、超大音量、超低 EMI、K3 音响功率放大器 产品手册
AW8733 器件标识
(TOPSIDE MARK)
20 GND 19 CN 18 PVDD 17 PVDD 1 6 NC
SHDN 1 NC 2 CP 3
VDD 4 NC 5
INN 6 INP 7 VDD 8 FS 9 NC 10
15 VOP 14 GND
13
VON
12 PVDD
11
——————
SHDN ，VDD=5.5V，VI=-0.3V A weighting，gain=4V/V No weighting, gain=24V/V
最小 典型 最大 单位
2.8
5.5
V
3.5
5
mA
0.1
1u
μA
1.2
VDD
V
0
0.35
V
100
μA
5
μA
25 uVrms
40
150
℃
20
℃
VDD=3V to 5.5V
VDD=2.8V to 5.5V COUT=10μF
6.3
V
1A
480 600 720 KHz
0.5
ms
空载
状态 1 和状态 2
状态 3 和状态 4
VDD=2.8V to 5.5V
240
VDD=3.6V，Vpp_sin=200mV，f=217Hz
VDD=3.6V，Vpp_sin=200mV，f=1KHz
图 2 AW8733 差分输入方式应用图
工作温度范围 -40℃～85℃
封装形式 3mmX3mm 20-Pin TQFN
器件标记 AW8733
发货形式 卷带包装 3000 片/盘
IR-IRS2092-1700W单路D类音频功率放大方案
IR-IRS2092-1700W单路D类音频功率放大方案IR IRS2092 1700W单路D类音频功率放大方案2012-10-30 22:37:47| 分类：默认分类|字号订阅IR公司的 IRS2092是集成了PWM调制器和保护的高压高性能D类音频放大器，工作频率高达800kHz，±100 V额定电压是可提供500W输出功率，主要用在家庭影院，密你立体声系统，通用音频放大器等。
本文介绍IRS2092主要特性，方框图，典型连接图，典型应用电路图以及1700W单路D类音频功率放大器框图，主要特性，电路图和材料清单。
The IRS2092 is a high voltage, high performance Class D audio amplifier driver with PWM modulator and protection.In conjunction with two external MOSFET and a few external components, a complete Class D audio amplifier with protection can be realized.International Rectifier’s proprietary noise isolation technology allows high current gate drive stage and high speed low noise error amplifier reside on a single small silicon die.Open elements of PWM modulator section allow flexible PWM topology implementation.IRS2092主要特性：? Integrated analog input Class D audio amplifier driver in a small 16 pin package? Floating inputs enable easy half bridge implementation? Programmable bidirectional over-current protection with self-reset function? Programmable preset deadtime for improved THD performances? Start and stop click noise reduction? High noise immunity? ±100 V ratings deliver up to 500 W in output power? Operates up to 800 kHz? RoHS compliantIRS2092典型应用：? Home theater systems? Mini component stereo systems? Powered speaker systems? General purpose audio power amplifiers图1。
PWM功率放大电路
PWM功率放大电路本系统采用双极性脉宽调制功率放大器,如图2-7所示。
其中VT1、VT2 为作开关用的大功率晶体管,工作在截止和饱和状态。
当电动机正转工作时, VT1 工作,VT2 不工作;反之当电动机反转工作时, VT2 工作而VT1 不工作。
VD1、VD2 为续流二极管,主要起到保护作用,避免VT1、VT2 被反向击穿。
U4 和U6 为光电耦合器,主要起隔离和抗干扰作用。
调脉宽的方式有三种：定频调宽、定宽调频和调宽调频。
我们采用了定频调宽方式，因为采用这种方式，电动机在运转时比较稳定；并且在采用单片机产生PWM脉冲的软件实现上比较方便。
方案一：采用定时器做为脉宽控制的定时方式，这一方式产生的脉冲宽度极其精确，误差只在几个us。
方案二：采用软件延时方式，这一方式在精度上不及方案一，特别是在引入中断后，将有一定的误差。
但是基于不占用定时器资源，且对于直流电机，采用软件延时所产生的定时误差在允许范围，故采用方案二。
图2-7 PWM驱动电路原理图直流电动机的PWM调压调速原理对于直流电机而言，其转速表达式为：n=U-IR/Kφ式中 U—电枢端电压；I—电枢电流；R—电枢电路总电阻；φ—每级磁通量；K—电机结构参数（1）电机结构参数由(1)式可得，直流电动机的调速方法可以分为电枢回路串电阻的调速方法、调节励磁磁通的励磁控制方法和调节电枢电压的电枢控制方法在上述三种方法中。
目前广泛应用的是通过改变电机电枢电压接通时间与通电周期的比值f占空比1来控制电机的转速。
这种方法称为脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation)即PWM控制。
电动机电枢得到的电压波形如图1所示．电压平均值描述为Uav=t1/（t1+t2） Us=t1Us/T=αUs式中 t1—通电时间；T —周期；α—占空比，α= t1/T（2）由(2)式可知，当电源电压不变的情况下，电枢端电压Uav取决于占空比的大小．改变就可以改变端电压的平均值，从而达到调速的目的。
(完整word版)单双极性PWM波形调制方法
PWM 波形调制方法图6-20 二重PWM 型逆变电路14.0 弓| 言PWM ( Pulse Width Modulation )控制 ——脉冲宽度调制技术，通过对一系列脉冲 的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形(含形状和幅值)直流斩波电路采用斩控式交流调压电路，矩阵式变频电路本章内容PWM 控制技术在逆变电路中应用最广，应用的逆变电路绝大部分是PWM型，PWM 控制技术正是有赖于在逆变电路中的应用，才确定了它在电力电 子技术中的重要地位本章主要以逆变电路为控制对象来介绍 PWM 控制技术也介绍PWM 整流电路14.1 PWM 控制的基本原理理论基础冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同 冲量指窄脉冲的面积效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同 低频段非常接近，仅在高频段略有差异图6-1形状不同而冲量相同的各种窄脉冲一个实例 图6-2a 的电路电路输入：u(t)，窄脉冲，如图6-1a 、b 、c 、d 所示 电路输出：i(t)，图6-2b面积等效原理a) 图6-2 冲图量相同的各种窄脉冲的响应波形用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波正弦半波N 等分，可看成N 个彼此相连的脉冲序列，宽度相等，但幅值不 等 用矩形脉冲代替，等幅，不等宽，中点重合，面积（冲量）相等i(t)e(t )b )宽度按正弦规律变化SPWM波形一一脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形要改变等效输出正弦波幅值，按同一比例改变各脉冲宽度即可UA图图6-3用PWM波代替正弦半波等幅PWM波和不等幅PWM波由直流电源产生的PWM波通常是等幅PWM波如直流斩波电路及本章主要介绍的PWM逆变电路和PWM整流电路输入电源是交流，得到不等幅PWM波如斩控式交流调压电路和矩阵式变频电路基于面积等效原理进行控制，本质是相同的PWM电流波电流型逆变电路进行PWM控制，得到的就是PWM电流波PWM波形可等效的各种波形直流斩波电路：等效直流波形SPWM波：等效正弦波形还可以等效成其他所需波形，如等效所需非正弦交流波形等，其基本原理和SPWM控制相同，也基于等效面积原理14.2 PWM逆变电路及其控制方法目前中小功率的逆变电路几乎都采用PWM技术逆变电路是PWM控制技术最为重要的应用场合本节内容构成了本章的主体PWM逆变电路也可分为电压型和电流型两种，目前实用的PWM逆变电路几乎都是电压型电路14.2.1计算法和调制法计算法根据正弦波频率、幅值和半周期脉冲数，准确计算PWM波各脉冲宽度和间隔，据此控制逆变电路开关器件的通断，就可得到所需PWM波形繁琐，当输出正弦波的频率、幅值或相位变化时，结果都要变化调制法输出波形作调制信号，进行调制得到期望的PWM波通常采用等腰三角波或锯齿波作为载波等腰三角波应用最多，其任一点水平宽度和高度成线性关系且左右对称与任一平缓变化的调制信号波相交，在交点控制器件通断，就得宽度正比于信号波幅值的脉冲，符合PWM的要求调制信号波为正弦波时，得到的就是SPWM波调制信号不是正弦波，而是其他所需波形时，也能得到等效的PWM波结合IGBT单相桥式电压型逆变电路对调制法进行说明：工作时V1和V2通断互补，V3和V4通断也互补控制规律uo正半周，V1通，V2断，V3和V4交替通断负载电流比电压滞后，在电压正半周，电流有一段区间为正，一段区间为负负载电流为正的区间，V1和V4导通时，uo等于UdV4关断时，负载电流通过V1和VD3续流，uo=0负载电流为负的区间，V1和V4仍导通，io为负，实际上io从VD1和VD4 流过，仍有uo=UdV4关断V3开通后，io从V3和VD1续流，uo=0 uo总可得到Ud和零两种电平ur正半周，V1保持通，V2保持断当ur>uc 时使V4 通，V3 断，uo=Ud当urvuc时使V4断，V3通，uo=0 ur负半周，V1保持断，V2保持通当urvuc 时使V3 通，V4 断，uo=-Ud当ur>uc时使V3断，V4通，uo=0虚线uof表示uo的基波分量IGBT的通断uo负半周，让V2保持通，V1保持断，V3和V4交替通断，uo可得-Ud和零两种电平图6-5 单极性PWM 控制方式波形双极性PWM 控制方式(单相桥逆变)在ur 的半个周期内，三角波载波有正有负，所得 PWM 波也有正有负在ur 一周期内，输出 PWM 波只有土 Ud 两种电平 仍在调制信号u r 和载波信号uc 的交点控制器件的通断ur 正负半周，对各开关器件的控制规律相同当ur >uc 时，给V1和V4导通信号，给 V2和V3关断信号 女口 io>0，V1 和 V4 通，女口 io<0，VD1 和 VD4 通， uo=Ud当urvuc 时，给V2和V3导通信号，给 V1和V4关断信号 如 io<0, V2 和 V3 通，女口 io>0，VD2 和 VD3 通，uo=-Ud 单相桥式电路既可采取单极性调制，也可采用双极性调制图6-6 双极性PWM 控制方式波形 双极性PWM 控制方式(三相桥逆变)三相的PWM 控制公用三角波载波 uc三相的调制信号 urU 、urV 和urW 依次相差120°U 相的控制规律当 urU> uc 时， 当 urUv uc 时，当给V1(V4)加导通信号时，可能是给V1导通信号，给 给V4导通信号，给 V4关断信号，uUN =Ud/2 V1关断信号，uUN =-Ud/2V1(V4)导通，也可能是 VD1(VD4)导通uUN、uVN '和uWN 的PWM 波形只有土Ud/2两种电平uUV波形可由uUN -uVN '得出，当1和6通时，uUV=Ud,当3和4通时, uUV= —Ud，当1和3或4和6通时，uUV=O输出线电压PWM波由土Ud和0三种电平构成负载相电压PWM波由（土2/3）Ud、（土1/3）Ud和0共5种电平组成防直通死区时间同一相上下两臂的驱动信号互补，为防止上下臂直通而造成短路，留一小段上下臂都施加关断信号的死区时间死区时间的长短主要由开关器件的关断时间决定死区时间会给输出的PWM波带来影响，使其稍稍偏离正弦波14.2.2 异步调制和同步调制载波比一一载波频率fc与调制信号频率fr之比，N= fc / fr根据载波和信号波是否同步及载波比的变化情况，PWM调制方式分为异步调制和同步调制1.异步调制异步调制一一载波信号和调制信号不同步的调制方式通常保持fc固定不变，当fr变化时，载波比N是变化的在信号波的半周期内，PWM波的脉冲个数不固定，相位也不固定，正负半周期的脉冲不对称，半周期内前后1/4周期的脉冲也不对称当fr较低时，N较大，一周期内脉冲数较多，脉冲不对称产生的不利影响都较小当fr增高时，N减小，一周期内的脉冲数减少，PWM脉冲不对称的影响就变大同步调制图6-图&io 同步调制三相PWM 波形分段同步调制（图6-11）把fr 范围划分成若干个频段，每个频段内保持 N 恒定，不同频段 N 不同在fr 高的频段采用较低的 N ，使载波频率不致过高 在fr 低的频段采用较高的 N ，使载波频率不致过低 为防止fc 在切换点附近来回跳动，采用滞后切换的方法 同步调制比异步调制复杂，但用微机控制时容易实现 可在低频输出时采用异步调制方式，高频输出时切换到同步调制方式，这样把两者的优点结合起来，和分段同步方式效果接近14.2.3规则采样法按SPWM 基本原理，自然采样法要求解复杂的超越方程，难以在实时控制中在线计算，工程应用不多规则采样法特点工程实用方法，效果接近自然采样法，计算量小得多同步调制一一N 等于常数，并在变频时使载波和信号波保持同步 基本同步调制方式，三相电路中公用一个三角波载波，且取 为使一相的 fr 很低时， fr 很高时，fr 变化时N 不变，信号波一周期内输出脉冲数固定N 为3的整数倍，使三相输出对称 N应取奇数PWM 波正负半周镜对称, fc也很低， fc 会过高， 由调制带来的谐波不易滤除使开关器件难以承受UiUrUU c LOUWU rVt图&12图6-12规则采样法规则采样法原理图6-12，三角波两个正峰值之间为一个采样周期Tc自然采样法中，脉冲中点不和三角波一周期的中点(即负峰点)重合 规则采样法使两者重合， 每个脉冲的中点都以相应的三角波中点为对称，使计算大为简化在三角波的负峰时刻 tD 对正弦信号波采样得 D 点，过D 作水平直线和三角 波分别交于A 、B 点，在A 点时刻tA 和B 点时刻tB 控制开关器件的通断 脉冲宽度d 和用自然采样法得到的脉冲宽度非常接近规则采样法计算公式推导 正弦调制信号波ur =asin .r t式中，a 称为调制度，0 w a<1; wr 为信号波角频率。
脉冲宽度调制型功率放大器的原理
脉冲宽度调制型功率放大器（PWM Power Amplifier）是一种应用广泛的功率放大器，在许多领域都有着重要的作用。
它通过调节信号的脉冲宽度，来控制输出信号的功率。
在这篇文章中，我们将深入探讨脉冲宽度调制型功率放大器的原理，以及其在各个领域的应用。
1. 脉冲宽度调制型功率放大器的基本原理脉冲宽度调制型功率放大器是一种非线性功率放大器，其基本原理是通过控制输入信号的脉冲宽度，来控制输出信号的功率。
在PWM功率放大器中，输入信号通常是一个脉冲信号，其脉冲宽度的变化会直接影响输出信号的功率。
2. PWM功率放大器的工作过程在PWM功率放大器中，输入信号的脉冲宽度是通过开关管或其他调制器件来控制的。
当输入信号的脉冲宽度增大时，开关管的通态时间增加，输出信号的功率也随之增大。
反之，当输入信号的脉冲宽度减小时，输出信号的功率也减小。
通过控制脉冲宽度，可以灵活地调节输出信号的功率。
3. PWM功率放大器的优点和应用PWM功率放大器具有功率利用率高、输出波形质量好、成本低廉等优点，因此在工业控制、通信系统、音频放大器等领域都有着广泛的应用。
在工业控制中，PWM功率放大器常常用于驱动电机、控制照明等；在通信系统中，PWM功率放大器则常用于调制信号的功率放大；在音频放大器中，PWM功率放大器可以提供高保真度的音频输出。
4. 个人观点和结论在我看来，脉冲宽度调制型功率放大器作为一种非常重要的功率放大器类型，在现代技术应用中具有着不可替代的地位。
它不仅在工业控制、通信系统、音频放大器等领域发挥着重要作用，同时也通过其高功率利用率、优质的输出波形等特点，为现代技术的发展提供了强大的支持。
总结而言，脉冲宽度调制型功率放大器的原理是通过调节输入信号的脉冲宽度来控制输出信号的功率。
它在各个领域都有着广泛的应用，且具有诸多优点。
相信随着技术的不断进步，脉冲宽度调制型功率放大器将会在更多的领域发挥作用，为人类社会的进步做出更多的贡献。
功率放大器(功放)知识讲解
功放基本知识：功放俗称“扩音机”他的作用就是把来自音源或前级放大器的弱信号放大，推动音箱放声。
一套良好的音响系统功放的作用功不可没。
功放是音响系统中最基本的设备，它的任务是把来自信号源（专业音响系统中则是来自调音台）的微弱电信号进行放大以驱动扬声器发出声音。
功率放大器简称功放，可以说是各类音响器材中最大的一个家族了，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。
分类：按功放中功放管的导电方式不同，可以分为甲类功放（又称A类）、乙类功放（又称B类）、甲乙类功放（又称AB类）和丁类.功放（又称D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。
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。
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。
乙类放大器的优点是效率高，缺点是会产生交越失真。
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。
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。
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，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。
按功放输出级放大元件的数量，可以分为单端放大器和推挽放大器。
单端放大器的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。
脉宽调制型(PWM)功率放大器
• 负载是直流电动机时，PWM功放输出 电压 U D u U U ρ = u K u o= a v= D i= i U i m
• 负载是直流电动机时，PWM功率放大器 等效为比例环节。
思考题 • 若PWM功率放大器的负载是纯电阻， 输出量是电功率或电阻产生的热量， 它还能起到调节和放大器的作用吗？ 为什么？
d i U EU E D D a i () t= ( I ) e u = R i+ L + EU =D a 0 A B aa a R R d t a a
U -E ia(t) : I0 D场能增加。
电 动 机 状 态 ： 0 << t t 1
TT 、 截 止 ，减 i ( t )小 。 2）t1< t <T 1 4 a ia : AB • 只有D2和D3正常导通。
R - at L a
• 电源吸收电能， 电流减小，磁场能减小。
3 说明 (1) 0<t<t1 (T< t <T+ t1)，T1、T4 正 向基极偏压，但UCE=-0.7V ，故不导通。 (2) 若无D1、D4 ， T2、T3 截止时将被击穿。
0 ,( it , I 0 , U E 。 3.轻载状态 T e m a)0 a v a v • 电流有正有负，上述两个状态中的四种 情况，在一个周期内 交替出现。
• 开关式功放的晶体管主要工作在 饱和与截止状态，晶体管起开关作用。 • 开关式功放以断续供电代替连续供电。 一般说，电机连续运转，需要连续供电。 • 用断续供应的方式，能满足对电能的 连续性的需要? • 实际当中，用断续供应的方式， 来满足对物质和能量的连续性的需要， 司空见惯。…
• 用断续供应的方式，代替连续供应， • 关 键 ： 要有储存的仓库。 • 断续供电方式满足对电能的连续要求， 关健是要有贮存能量的仓库。电机？ • 电机电感贮存磁场能，Li2/2 。 • 供电时利用电机电感贮存磁场能， • 断电时利用电机电感的磁场提供电流。 • 对电机，可以采用断续供电方式。
PWM功率放大器
Mian.c
PWM.c
W
器的输出电压，输出功率之间 有什么关系？它怎样影响烙铁
的温度？
PWM的占空比与无触点继电 器的输出电压，输出功率之 间有什么关系？
图2是一个可以使用 图1显示了三种不同的PWM信号。图1a 简单电路。图中使用
是一个占空比为10%的PWM输出，即 个白炽灯泡供电。如 在信号周期中，10％的时间通，其余90 灯泡的开关闭合50m ％的时间断。图1b和图1c显示的分别是 时间中将得到9V供电 占空比为50%和90%的PWM输出。这 个50ms中将开关断开 三种PWM输出编码的分别是强度为满 供电将为0V。如果在 度值的10%、50%和90%的三种不同模 程重复10次，灯泡将 拟信号值。例如，假设供电电源为9V 到了一个4.5V电池(9 ，占空比为10%，则对应的是一个幅度 。这种情况下，占空
简述无触点继电器的工作原 理
与继电器的基本原理相 同，具有两个输入端与两个 输出端，输入与输出中间为 光隔离，输入端加上直流或 交流信号达到额定电流值后 ，输出端就能从断路转变成 通路状态， 所以可以让小电
流信号通过而激励电磁线圈 ，控制其接点导通或断开， 进而控制大电流负载。 让相
使用无触点继电器应注意哪 些问题？
达75％。 D类放大器，其工作原理基于开关晶体管，可在极短的时间内完全导通或完全截止。两只晶体
此产生的热量很少。
加热器（电烙铁）为什么通常采用PWM放大器作功率放大原因是： PWM放大器相对电源利用率比较
2.简述无触点继电器的工作原 理。使用无触点继电器应注意
哪些问题？
简述无触点继电器的工作原 理
使用无触点继电器应注意哪 些问题？
（1）测试直流SSR接通和关断电压时，输入电压不能长时间 之间，否则输出端功耗急剧上升，容易烧坏输出开关元件。
PWM型D类音频功率放大器的设计
引言D 类放大器是一种具有极高工作效率的开关功率放大器，被放大的信号并非为直接输入信号，而是经采样变换为脉宽变化的开关信号，使功率开关管均处于开关状态。
理想状态下，功率开关管导通没有电压降，关断时没有电流流过，效率可达100%.但实际中，由于受器件限制（如开关速度、漏电流、导通电阻不为零等）和设计上的不完善，其实际效率通常可达到90% 以上，同线性放大器相比，具有较大的优势，目前已经在一些高档产品中得到应用并投放市场。
本文设计的D 类音频功率放大器主要基于以下三个方面考虑：保证高保真度、提高效率和减小体积。
1 D 类音频功放的系统设计本文所设计的D 类音频功率放大器的系统结构如图1 所示。
该放大器结构是基于双边自然采样技术方案实现的，在任一时刻输出所包含的信息量都是单边采样方案的两倍，通过双边自然采样还可以把输出音频信号中大量的失真成分移除到人耳所能感应到的音频带宽范围之外，达到去除D 类音频功率放大器输出端低通滤波器的目的。
图1 D 类音频功率放大器结构系统采用单电源供电，脉冲信号“out1”和“out2”的高低电平分别为VDD 和GND，输入放大级由运算放大器OTA 的闭环结构实现，误差放大器则由运算放大器OTA 与电容Cs 构成。
系统工作时，音频输入信号Vin 首先经过输入放大级后输出两路差分信号，再与反馈信号求和送到误差放大器中产生误差信号VE1、VE2，对三角波载波信号VT 进行调制，输出两路脉冲信号“out1”和“out2”以驱动扬声器发声。
系统包含两个反馈环路，第一个由R1、Rf1 和OTA 组成，用来设置输入放大级和整个D 类音频功率放大器的增益，第二个由R2、Rf2 和后端音频信号处理电路组成，用来减小系统的THD 指数。
在图1 中，对电容Cs 充放电的电流I1、I2 由Vout1、Vout2、Vin、R1、Rf1、R2 和Rf2 共同决定，其中电阻和电容必须具有良好的线性度和匹配性，以获得良好的闭环性能。
高效率25W数字音频功率放大器
设 备 制 造 商 能 够 以 更 低 的 成 本 满 足 市 场 性 ：７ ｍ （ Ｒ ｏ） 前 代 产 品 ｚ ３％， ５ ２ （ 比 Ｎ ｂ２ 对 更 灵 活 且 紧凑 的 下 一 代 移 动 网 络 基 站 可 提 供 总 体 外 壳 温 度 降 低 ２ ％的 散 热 性 ０
模拟前端数字化 芯片
Ｗ Ｍ８ ３ 处 理 和 数 字 化 从 电荷 耦 合 器 件 ２５
０ 容 ，因此可以直接替 代上一代产 品 ，以 的 增 益 平 坦 度 和 内 置 的 １位 数 模 转 换 器
Ｗ Ｍ ８ ３ 、Ｗ Ｍ８ ３ 、Ｗ Ｍ ８ ３ ￣ 保 护 客 户的 应 用 开 发 投 资 。 ２２ ２３ ２４
全新地磁计模块
内 整 合 高 分 辨 率 的 三 轴 线 性 加 速 度 和 三 轴 地 磁运 动 传 感 器 单 元 ， 用 于 便 携 式 消 费 电子 设 备 的 先 进 导 航 和 位 置 相 关 服 务
功能 。 ‘
的 需 求 。除 无 线 基站 外 ，新 产 品还 能 用 能 ，从 而 支 持 ２ Ｗ 最 大 输 出功 率 的 超 薄 ５
该产品在５ ｍｍ ｍ ｍ ×ｌ ｘ５ ｍｍ封 装 于 其 他 设 备 ， 包 括 射 频 （ ＲＦ） 仪 器 和 设 计 ；双 频 带 动 态 范 围压 缩 （ ） 持 ＤＲ Ｃ 支
一
般无线基础设施应用 。
两 个 不 同频 带 的 音 频 处 理 ， 能 够 无 缝 集 成 于 诸 如 ＴＭ ３ ０ ０ 等 大 多 数 数 字 Ｓ ２ ＤＡ７ ８ 音 频处 理 器 。ＤＲＣ 用 作 功 率 限 制 器 实 可 现 扬 声 器 保 护 与 夜 间 聆 听 模 式 ； ｌ 个 可 ８ 编 程 双 二 阶 滤 波 器 支 持 扬 声 器 ＥＱ及 其 他 音 频 处 理 特 性 ； 高 效 率 Ｄ类 工 作 ，无
(完整word版)PWM功率放大电路
PWM 功率放大电路—-卢浩天LC 梦创电子制作工作室一、PWM 功率放大原理PWM 功放电路有单极性和双极性之分。
双极性指在一个PWM 周期内，电机电枢电压正、负极性改变一次；单极性指PWM 功放管工作时，有一个PWM 信号端和一个方向控制端,在电机正转或反转时，仅有对应的一对功放管通电,而另一对功放管截止。
因此，电机电枢在正转或反转时，正、负极性是固定的,即是单极性的.若忽略晶体管的管压降，可以认为PWM 功率放大管的输出电平等于电源电压，即|AB U ｜=C U 。
图1描绘了电枢的电压波形和电流波形.在图中，T 为PWM 脉冲周期，P T 为正脉冲宽度，h T 为负脉冲宽度。
电枢两端的电流是一个脉动的连续电流,从图可看出，电枢两端的电流是一个脉动的连续电流，加快PWM 的切换频率，电流的脉动就变小，结果近似于直流信号的效果，使电机均匀旋转。
同时,如果改变PWM 的脉冲的宽度,电枢中的平均电流也将变化，电机的转速便将随之改变，这就是PWM 调速的原理。
在图中，PWM 脉冲频率决定了电枢电流的连续性，从而也决定了电机运行的平稳性。
如果脉冲频率切换频率选择不当，电机的低速性能有可能不理想,容易烧坏晶体管，而且由于电流不连续,电机有可能产生剧烈震荡，甚至出现啸叫现象,这些都是不允许的。
因此，在设计PWM 功率放大器时,要慎重选择切换频率。
为了克服静摩擦，改善运行特性，切换频率应能使电机轴产生微振,即：SA C T M T T L U K F F 4=< 式中，T K 为转矩系数，Φ=M T C K （M C 为电机电磁常数、Φ为励磁磁通），C U 为功放电源,A L 为电枢电感，S T 为电机静摩擦力矩。
另外,选择切换频率具体还应考虑以下几个方面:（1）微振的最大角位移应小于允许的位置误差。
在伺服系统中，假设要求位置误差小于δ，则要求切换频率满足下式：31)192(δδJ L U K F F A C T T => 式中,J 为电机及负载的转动惯量。
完整word高效率PWM音频功率放大器
高效率PWM 音频功率放大器本设计主要由功率放大器、信号变换电路、输出功率显示电路和保护电路组成。
功率放 大器部分采用D 类功率放大器确保高效，在 5V 供电情况下输出功率大于 1W ，且输出波形无明显失真，低频输出噪声电压很低（输出频率为20kHz 以下时，低频噪声电压约 1mV ）;信号变换部分采用差分放大电路，将双端输出信号变为1 : 1的单端输出信号；输出功率显1、题目分析及设计方案论证与比较根据题目要求，整个系统由D 类PWM 功率放大器、信号转换电路及功率测量显示装置 组成。
其中核心部分为 D 类PWM 功率放大器。
之所以选择此方案是因为 D 类PWM 功放能够达到更高的效率，且更好地确保波形不失真，加之以合理的滤波网络又进一步克服了高 频干扰，从而使系统成为高效率、低失真、低干扰的功率放大系统。
系统组成框图如图 3.1所示。
下面我们分别论述框图中各部分设计方案。
图3.1系统组成框图2、总体设计思路根据题目要求，经过认真分析，决定采用脉宽调制方式实现低频功率放大器 （即D 类功率放大器）。
脉宽调制电路（PWM ）的脉宽调制原理 如图3.2所示。
图3.2脉宽调制原理图一般的D 类放大器电路的工作原理是用“振荡发生器”输出的三角波与来自外部的模拟音频信号进行比较，在“脉宽调制比较器”输出端产生一个其脉宽变化与音频信号幅值成正 比例的可变脉宽方波。
此方波通过“数字逻辑电路”输出反相的方波。
在音频信号的前半周（正电压），脉宽调制方波的占空比小于 50%，使高端MOS 管饱和导通，输出瞬间脉冲电压 V ec — 0=V cc 。
在音频信号的后半周（负电压），低端MOS 饱和导通，电压 0— V ec = — V cc o 将输亠 PWM —高速开关电路 及滤波网络D 类功率放大器796DVin=O,占空比-50%出的脉宽调制电压经 LC 低通网络滤除高频成分， 在负载端得到与输入模拟信号相似但被放大了的电压。
pwm功率放大器工作原理
pwm功率放大器工作原理
PWM（脉宽调制）功率放大器是一种将输入信号转换为输出信号的电子设备。
它通过控制输出信号的脉冲宽度来实现对信号的放大。
其工作原理如下：
1. 输入信号：PWM功率放大器接收来自信号源的输入信号。
这个信号可以是任意形式的模拟或数字信号。
2. 脉宽调制：输入信号通过PWM调制器，将其转换为一系列长度可调的脉冲信号。
脉冲的宽度由控制信号决定，通常是一个以固定频率运行的时钟信号。
3. 比较器：脉冲信号经过比较器，与一个参考信号进行比较。
比较器根据输入信号的幅值和参考信号的幅值之间的差异来确定输出信号的幅值。
4. 输出信号：根据输入信号的幅值和比较器的结果，PWM功率放大器会输出一系列带有不同幅值和宽度的信号脉冲。
这些信号脉冲通常被放大后驱动负载，如音频扬声器或电机。
在PWM功率放大器中，输出信号的幅值和宽度决定了输出功率的大小。
因此，通过调整脉冲的宽度和控制信号的大小，可以实现对输出信号的精确控制和放大。
综上所述，PWM功率放大器通过脉冲宽度调制的方式，将输
入信号转换为输出信号。
通过调整脉冲的宽度和控制信号的大小，可以实现对输出信号的放大和精确控制。
音频功率放大器的设计与调试本科毕业论文
毕业设计论文音频功率放大器的设计与调试孙梦琳指导老师姓名：程军武专业名称：应用电子班级学号：09131148论文提交日期： 2011 年月日论文答辩日期： 2011 年月日2011年月日摘要音响技术是专门研究声音信号的转换，传送，记录和重放的一门技术。
现代人对听觉水平要求越来越高，所以对音响的音质真实性要求越来越多高，本立体声功率放大器是以集成电路 TDA2030A为主组成的立体声功率放大器，其采用典型的功率放大电路，具有失真小、外围元件少、稳定性高、频响范围宽、保真度高、功率大等优点，同时采用四运放 GL324A对输入音频信号进行处理及高、低音进行控制，从而更加保证输出声音的音质。
这是一款很适合无线电爱好者和音响发烧友自制的音响套材。
本功率放大器实际聆听，高音柔美细腻，低音丰满圆润。
关键词： TDA2030A GL324A功率放大AbstractAudio technology is devoted to the study of voice signal conversion, transmitted, record and playback of a foreign technology. The modern hearing level requirements more and more high, so the sound quality of audio authenticity wants more and more high, the stereo power amplifier is integrated circuit TDA2030A mainly comprised of stereo power amplifier, and its use of typical power amplifier circuit, which distortion is small, less component periphery, high stability, frequency response wide range, high fidelity, large power, etc, and also the SiYun put GL324A input audio signal processing and high, the bass control, and thereby more guarantee the quality sound output. This is a very suitable for radio enthusiasts and audio fancier homemade audio set of materials. The actual power amplifier to listen to, treble gently beautiful exquisite。
脉宽调制型(pwm)功率放大器课件
在调试和优化过程中，应不断尝试不同的方法和参数， 以找到最佳的配置。
常见问题与解决方案
波形失真
输出波形可能出现谐波失真或非线性失真。
稳定性问题
放大器可能出现不稳定或振荡现象。
常见问题与解决方案
• 效率不高：在某些情况下，放大 器的效率可能较低，导致热量积 累。
常见问题与解决方案
01
解决方案
数字控制技术
将数字信号处理和控制算法应用于PWM功率放大器，提高其性能 和稳定性。
应用领域拓展与市场前景
5G通信
随着5G通信技术的普及，PWM功率放大器在基站和终端设备中的 应用将进一步增加。
电动汽车与充电设施
电动汽车市场的快速发展将带动PWM功率放大器在车载充电机和 充电设施中的应用。
工业自动化
智能化与自动化
未来PWM功率放大器将更加智能化和自动化，具备自适 应调节、远程控制和故障诊断等功能。
安全与可靠性
随着应用领域的拓展，PWM功率放大器的安全性和可靠 性问题将更加突出，需要加强相关研究和测试。
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效率与失真度分析
总结词
效率与失真度是评价PWM功率放大器性能的重要参 数，它们分别反映了功率放大器的能量利用效率和信 号质量。
详细描述
效率是指功率放大器输出功率与输入功率的比值，反 映了能量利用的效率。高效率的PWM功率放大器能 够减少能源浪费和散热问题，提高整体性能。失真度 是指输出信号与输入信号在波形上的差异程度，包括 谐波失真和交叉调制失真等。失真度越低，信号质量 越好，能够更好地还原原始信号的特征。在PWM功 率放大器的设计中，需要综合考虑效率与失真度的要 求，通过优化调制波的参数和选择合适的电路拓扑结 构来实现最佳的性能表现。
(完整word)PWM音频驱动
宁波理工学院嵌入式设计（论文）项目名称: PWM音频驱动专业班级： 07电信2班组员: 陈情柯 3070432048吴国炎 3070432040郦秋阳 3070432056任甲元 3070432053金刚明 3070432047指导教师：张德荣PWM音频驱动一、任务描述本次任务主要是用PWM波驱动蜂鸣器播放音乐。
整个系统以PHILIPSLPC2290为核心，开发PWM 音频驱动程序。
软件要求需要能够使播放的音乐能清晰的辨别高低音和音符。
二、资料收集2．1 ARM的PWM占空比控制在对PWM占空比控制做介绍之前，我们先来了解下PWM的单边沿控制和PWM的结构。
这两个是我们设计软件的基础.在对PWM的控制方面我们才用的是单边沿控制，PWM的结构主要反映了用程序控制产生可控制占空比的PWM波的过程。
在了解了PWM的单边沿控制和PWM的结构后我们开始对讲如何来控制ARM的PWM占空比控制。
2.1。
1 单边沿控制的PWM输出单边沿控制PWM描述。
2个匹配寄存器可用于提供单边沿控制的PWM输.一个匹配寄存器（PWMMR0）通过，匹配时复位定时器来控制PWM周期,另一个匹配寄存器控制PWM边沿的位置。
每增加1路单边沿PWM输出，只需要再提供一个匹配寄存器即可，因为所有的PWM输出的速率都是相同的,都是使用匹配寄存器0来控制的。
单边沿控制PWM输出在每个PWM周期的开始,输出都会变为高电平。
下图为不同占空比的单边沿控制PWM输出。
所有单边沿控制的单边沿控制的PWM输出在PWM周期开始时都为高电平，除非它们的匹配值等于0,每个PWM输出在到达其匹配值时都会变为低电平。
如果没有发生匹配(既匹配值大于PWM周期的值），PWM输出将一直保持高电平。
我们从下图中可以看到这个单边沿控制PWM的规则.2。
1.2 PWM的结构PWM的结构的方框图:由上图可知PWM的控制输出的过程。
映像寄存器中的值只有当所存使能寄存器(LER）使能时，才能到达匹配寄存器中,从而控制比较值.在控制中我们需要使能定时器控制寄存器的值（TCR ）才能使预分频器（PR 、PC ）和定时计数器（TC ）工作。
PWM型功率放大器长线传输波形整型
Ｐ ＷＭ 型 功 率 放 大 器 ， 因其效率高 、 体 积小 ， 重量轻 ， 即 功
率密度大等原因 。 广 泛 应 用 于 电动 机 的驱 动 等 场 合 『 ｌ Ｊ 。
Ｐ ＷＭ 型 功 率 放 大 器 的 输 出 ， 是一种频率 固定 ， 占 空 比 可 连 续 调 节 变化 的 脉 冲 信 号［ ２ １ 。由于 ： 长线 （ 功 率 放 大 器 与 负 载 之 间 的 连 接 导 线 ，具 有 等 效 电 阻 和 等 效 电 感 ）传 输 ； 以 及 Ｐ ＷＭ 型 功 率 放 大 器 的 布 板 ； 功 率元器件 、 滤 波 电容 器 的 选 型
Ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｈ ｏ ｗ ｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ａ ｒ ｅ ｖ ａ ｌ ｉ ｄ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：Ｐ Ｗ Ｍ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ａ ｍｐ ｌ ｉ ｉ ｆ ｅ ｒ ；ｌ ｏ ｎ ｇ ｃ ａ ｂ ｌ ｅ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ；ｄ ｉ ｆ ｉ ｌ ｔ ｅ ｒ
关键词 ： Ｐ ＷＭ 功 率 放 大 器 ；长 线传 输 ；波形 畸 变 ；滤 波 器
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｐ ２ ９ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ：１ ６ ７ ４ — ６ ２ ３ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ — ０ ０ ８ ８ — ０ ３
《功率放大》课件
非线性失真的测量
非线性失真的抑制
通过优化电路设计、选择合适的元件 和采取有效的反馈措施等可以抑制非 线性失真。
非线性失真可以通过测量谐波失真系 数、互调失真系数等指标来评估。
频率响应
频率响应的定义
01
频率响应是指功率放大器在不同频率下的输出功率的变化情况
。
频率响应的测量
02
在标准测试条件下，使用合适的测试设备对功率放大器的频率
功率放大器的分类
总结词
功率放大器可以根据不同的分类标准进行分类，如按工作频段可分为射频功率放大器和音频功率放大器等。
详细描述
根据不同的分类标准，功率放大器可以分为多种类型。按工作频段可分为射频功率放大器和音频功率放大器等； 按用途可分为通用型和专用型；按电路结构可分为分立式和集成式。不同类型的功率放大器具有不同的特点和应 用范围。
无线通信系统
移动通信基站
在无线通信系统中，功率放大器用于 放大信号，确保信号覆盖范围和通信 质量。
卫星ห้องสมุดไป่ตู้信
卫星通信系统中的功率放大器用于将 信号放大并发送到卫星上，实现远距 离通信。
雷达与声呐系统
雷达
雷达系统中的功率放大器用于放大发射信号，提高探测距离和精度。
声呐
在声呐系统中，功率放大器用于放大声音信号，提高水下探测的灵敏度和距离。
03
功率放大器的主要 参数
输出功率
输出功率
指功率放大器输出的最大 功率，通常以瓦特（W） 为单位表示。
输出功率的测量
在标准测试条件下，使用 合适的测试设备对功率放 大器的输出功率进行测量 。
输出功率的调整
根据实际需要，可以通过 调节音量控制或输入信号 的大小来调整功率放大器 的输出功率。
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高效率PWM 音频功率放大器本设计主要由功率放大器、信号变换电路、输出功率显示电路和保护电路组成。
功率放 大器部分采用D 类功率放大器确保高效，在 5V 供电情况下输出功率大于 1W ，且输出波形无明显失真，低频输出噪声电压很低（输出频率为20kHz 以下时，低频噪声电压约 1mV ）;信号变换部分采用差分放大电路，将双端输出信号变为1 : 1的单端输出信号；输出功率显1、题目分析及设计方案论证与比较根据题目要求，整个系统由D 类PWM 功率放大器、信号转换电路及功率测量显示装置 组成。
其中核心部分为 D 类PWM 功率放大器。
之所以选择此方案是因为 D 类PWM 功放能够达到更高的效率，且更好地确保波形不失真，加之以合理的滤波网络又进一步克服了高 频干扰，从而使系统成为高效率、低失真、低干扰的功率放大系统。
系统组成框图如图 3.1所示。
下面我们分别论述框图中各部分设计方案。
图3.1系统组成框图2、总体设计思路根据题目要求，经过认真分析，决定采用脉宽调制方式实现低频功率放大器 （即D 类功率放大器）。
脉宽调制电路（PWM ）的脉宽调制原理 如图3.2所示。
图3.2脉宽调制原理图一般的D 类放大器电路的工作原理是用“振荡发生器”输出的三角波与来自外部的模拟音频信号进行比较，在“脉宽调制比较器”输出端产生一个其脉宽变化与音频信号幅值成正 比例的可变脉宽方波。
此方波通过“数字逻辑电路”输出反相的方波。
在音频信号的前半周（正电压），脉宽调制方波的占空比小于 50%，使高端MOS 管饱和导通，输出瞬间脉冲电压 V ec — 0=V cc 。
在音频信号的后半周（负电压），低端MOS 饱和导通，电压 0— V ec = — V cc o 将输亠 PWM —高速开关电路 及滤波网络D 类功率放大器796DVin=O,占空比-50%出的脉宽调制电压经 LC 低通网络滤除高频成分， 在负载端得到与输入模拟信号相似但被放大了的电压。
D 放大器虽有较大难度但可大大提高效率，且失真很小，波形放大效果良好，而且配合 以较好的滤波网络克服了高频干扰。
系统原理框图 如图3.3所示。
可采用 AD521实现双端输入变单端输出的信号变换。
在 测试部分采用乘法器将变换电路输出的信号电压加以平方，经分压送至表头显示。
第1节PWM 功率放大器实验一三角波发生器及误差放大器rvT ： ]_~5 乙 VDj VD]图3.4三角波发生电路本设计利用555组成的多谐振荡器的C 4充放电特性加以改进，实现C 4的线性充放电获得三角波。
利用 VT i 、VT 2和R 6构成的恒流源对 C 4实现线性充电，利用 VT 3、VT 4和R 7构 成的恒流源实现对 C 4的放电，电容C 4的三角波经VT 5射极跟随器输出该振荡器的震荡频率 f=0.33/(116 + R 7)C 4。
按图中各元件的参数，我们得到了一个线性很好、频率约为100kHz 、 峰峰值为2.18V 的三角乘法器及 分压电蹌用555芯片构成三角波发生电路,如图3.4所示。
o.omF图3.3系统原理框图J 表实—I功率显示器84700pFSoo^VD2fncl波，将其输入到脉宽调制比较器的一个输入端。
该部分的作用是将输入信号按比例放大以便与三角波比较，通过以OP-37运算放大器为核心加上相关元件形成反向比例放大电路，电路如图3.5所示。
R2、R4共同分压将OP-37③脚的电压抬至2.5 V，这样可使放大后的波形中点在 2.5V处, 且是下对称无失真，放大比例系数由R3和R i决定，即A=R3/R I , C i、C3起隔直作用，电容C2的作用是用来限制通频带的宽度。
C2越大，频带越窄；C2越小，频带越宽。
实验二脉宽调制比较器及死区时间控制该部分的作用是将误差放大器输出的波形与三角波发生器输出的波形进行比较。
输出一个脉宽与误差放大器输入信号幅值成比例的可变脉宽方波。
三角波频率远远高于输入信号频率，相当于对输入信号采样点大大增加，从而保证还原后的波形不失真。
其中核心器件为LM139，该芯片为四比较器集成电路。
这里所要注意的是必须使三角波和音频信号的电压中心线重合，即LM 139的④、⑤管脚的静态电位相同，否则脉宽调制信号的占空比将不能在要求的范围内变化。
我们通过可调电阻R12来实现这一要求。
脉宽调制比较器电路如图3.6所示。
图3.6脉宽调制比较器电路提示：死区时间不应超过调制脉冲的1/10，否则输出的波形将出现明显的失真；另外，死区时间也不可过短，否则桥路管子将会共同导通，在极短的时间内大电流将从M0S1、M0S2和M0S3、M0S4同时流过，造成电能的损耗，使整体的效率下降，甚至烧毁管子。
所以死区时间的建立是整个D类放大器性能提高的关键之一。
电路如图3.7所示。
实验三高速门开关和滤波网络图3.7时间建立电路高速门开关和滤波网络电路 如图3.8所示。
驱动电路除注意其驱动能力外，还应注意要 使其反应尽量快，提高对窄脉冲的反应，以保证对波形的完整还原。
在高速低耗的MOS 管的D 极和S 极间反向并联上高速二极管 （VD i 〜VD 4），使电感（L i 、L 2）上产生的电流在死区 时间内快速泄放，以保证下一个调制脉冲的电流正常工作， 否则桥臂会出现电流的停滞，输出波形将会出现失真、幅值过小等。
滤波网络的主要功能是滤除高次谐波，还原调制波中所带载的低频信号。
滤除效果的好 坏主要取决于与负载相并联的电容的大小，电容越大，滤波效果越好， 但是电容越大，放大器的频带宽度、放大倍数及频率都会受到影响。
通过反复实验，我们选择了 4.7 yF 的电容，使上述三者达到了较好优化。
此外，电感大小也是影响这三者的重要因数，电感相对小时， 会大大提高三者的指标，但过小又会降低高次谐波的滤除效果，实验证明选择 20 yF 的电感较为合适。
第2节功率测量与保护驱动器2BMOS3HG1駆动器I oynLG1HG2OUT?LG2叱c5lOOnF500UYEVS12 =益VD] If2rVD 4■^T ----- ------------ U."I 20P H图3.8高速门开关和滤波网络T 需nF实验四信号变换电路及保护电路信号变换电路如图3.9所示。
精密放大器AD521有高输入阻抗、悬浮输入、高共模抑制比、高精度、低漂移和低噪声的特点。
联入网络之前，应首先对AD 521进行调零，即输入短路时，调整④、⑤、⑥管脚间10k Q的滑动变阻器，使输出为零。
接入网络后，1MQ 电阻和100k Q电阻的分压比为1/10，所以放大器的放大倍数应为10才能使变换电路总的放大倍数为1。
通过调整5k Q的滑动变阻器使放大器的放大倍数为10。
这样就得到了一个放大倍数为1的信号变换电路，将功率放大器双端输出信号转换为单端输出。
图3.9信号变换电路保护电路如图3-10所示。
用电流互感器取主电路电流，经变换后送到滞回电压比较器，形成短路保护信号，送至高速开关电路，锁定脉宽调制信号输出，达到可靠的输出短路保护实验五功率测量电路在负载一定时（8Q）,功率与电压的平方成正比，所以我们将变换电路的输出接低通网络后再接入由乘法器搭成的平方电路。
功率测量电路如图3.11所示。
图3.11功率测量电路乘法器芯片我们用的是AD 533,其那边包含了一个运放。
此电路的关键部分在电路调零。
我们的调零是在①、②管脚短接的情况下进行的，步骤如下：①当X=0时，调Z。
使输出为0V。
② 当X=10V DC时，调增益使丝绸为+10V DC。
③ 当X= —10V DC时，调X O使误差减半，再调增益使误差为零。
④当输入接地时，检查输出补偿。
如果输出不为零，重复上述步骤直至输出无误差。
测试表头是测量直流电压的三位半表头，所以要将交流变为直流。
我们将平方电路的输出接滤波网络变为直流后接入表头，使其作为功率来显示功率放大器的输出功率。
其边比可由乘法器AD 533内部运放的放大倍数调节，调节①、②管脚的电阻值，使功率表输出的精度优于5%。
第3节调试与分析1.误差放大器放大倍数A=R3/R I=5;使R2=R4,则保证了输出波形上下于2.5 V对称；3三位半字表头2i20kQ14 9 【I位533 __________ 愉_ [|22C22 丄°-[2.2 PFT235kfl 1随 C 2的减小，误差放大器频带将会变宽，当C2= 1 80pF 时，频带为20kHz。
2.三角波调试我们通过改变电容C4 值来改变频率。
变大电容值，频率变低；变小电容值，频率变高。
最终我们取C4为4700pF,使三角波频率约为100kHz。
3.比较器调试其关键操作是必须保证输入两信号的中心电压相同从而才能正确比较；方法是先将误差放大器输出波中心电压确定，通过调节R12来改变三角波中心电压。
4.死区时间采用示波器的双路通道，观察两个输出端的波形。
通过变换电阻和电容的大小，使两个小波形的高电平部分不会出现重合的部分，保证死区时间不会过小。
在整体调试时，采用上述方法来取得整体的最优效果。
5.高速门电路检测两桥臂的输出部分，观察其死区时间的大小。
应尽量保证死区时间小于调制脉宽的1/10，并注意输出电压的峰峰值应大于 4.8V ，否则，说明桥臂上的管子的速度不匹配。
信号变换电路及功率测量显示电路的调试参见总体设计部分及图3-1 所示。
6.测量结果分析（1 ）最大不失真输出功率为多少。
（2）输出正弦信号无明显失真时的3dB 通频带为多少。
（3）输入阻抗为多少，电压放大倍数为多少。
（4）在电压放大倍数为10 倍、输入端接地时测量低频噪声电压（20kHz 以下）为多少。
（5）在输出功率500mW 时测量的功率放大器效率为多少。
（6）输出功率为多少时，效率最高。
（7）在输出功率保持为200mW 时，电源电压最低可降到多少伏。