万物云联网@集成的推挽音频放大器介绍单片集成音频功率放大器广泛应用于汽车

【万物云联网@集成的推挽音频放大器介绍】单片集成音频功率放大器广泛应用于汽车立体声、电视机、便携式音频系统，基本上也适用于在20Hz至20kHz频率范围内需要10到几十瓦的任何应用中。消费电子领域的最新发展显示出更高的输出功率(~7001/V)和高保真性能与离散设计相当的趋势。在许多流行的音乐风格中，声音的物理影响是音乐享受的重要组成部分。例如为了使主观响度增加一倍，放大器的输出功率应增加十倍。而另一方面，像紧凑型光盘这样的数字信号源的出现对失真规范提出了严格的要求。因此，音频功率放大器的设计需要围绕着高输出功率和低失真的要求展开。
集成的推挽音频放大器介绍
高效率是音频功率放大器的理想特性。显然，从经济角度看，高效率是可取的。这在电池供电的应用中尤其如此，如便携式音响等。更高的效率增加了电池的寿命。然而，追求高效率的一个更重要的原因是需要减少放大器输出级的功率耗散。避免功率耗散引起的热效应会降低放大器的性能，并且有可能会导致放大器的损坏。因此，功率耗散可能是功率输出能力的限制因素。
输出功率和耗散
大多数集成功率放大器都有两个单端(SE)推挽（push-pull）结构的输出晶体管，并且使用单极电源电压VP供电，如图1所示。这些晶体管可以是双极极性或MOS晶体管，在这里用控制电流源来表示。一个晶体管被放置在电源VP与输出节点之间，称为高侧(high-side)晶体管。另一个晶体管放置在输出节点和接地点之间，被称为低侧(low-side)晶体管。负载ZL在放大器输出和电源电压的一半即Vp/2的节点之间连接。在许多应用中，大型外部电容器Cext用于实现交流信号的半电源电压VP/2 。

文章图片
图1、单端(SE)推挽输出级配置
两个晶体管在所谓的推拉操作中共同工作..推挽这个名字来源于这样的观察，即从放大器流出的信号电流被高侧晶体管“推入”到负载中，而流入放大器的电流被低侧晶体管从负载中“拉出” 。输出电流I0(t)与通过高侧晶体管l的电流IH(t)与低侧晶体管IL(t)之差，即：
当输出电流IO为零时，流过输出晶体管的电流就叫做静态电流Iq 。