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一种低成本D类功率 放大器 电路

阅读：1018发布：2020-05-26

专利汇可以提供一种低成本D类功率放大器电路专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种低成本D类功率放大器电路，包括以NJU8752型D类功率放大器为核心的输入功放模块和全桥输出模块；所述全桥输出模块包括第一、二共源极电路和具有低通滤波功能的输出电路；所述输入功放模块分别与所述第一、二共源极电路连接；所述输出电路分别与所述第一、二共源极电路连接；本实用新型采用输入功放模块和全桥输出模块组合构成D类功率放大器，电路元器件使用数量少，制作成本低，实装调试便捷；通过改变电源的电压等级与功率MOSFET，可以得到几十瓦到几百瓦的输出功率，使用方便。，下面是一种低成本D类功率放大器电路专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种低成本D类功率放大器电路，其特征在于，包括以NJU8752型D类功率放大器为核心的输入功放模块和全桥输出模块；所述全桥输出模块包括第一、二共源极电路和具有低通滤波功能的输出电路；所述输入功放模块分别与所述第一、二共源极电路连接；所述输出电路分别与所述第一、二共源极电路连接。
2.根据权利要求1所述的一种低成本D类功率放大器电路，其特征在于，输入功放模块包括电阻R2、电容C1-C4、C8-C10、电位器RP1和集成电路IC1-IC2。
3.根据权利要求2所述的一种低成本D类功率放大器电路，其特征在于，输入信号的正极与所述电位器RP1的第一端连接；输入信号的负极接地；所述电位器RP1的滑动端与所述电阻R2的第一端连接；所述电阻R2的第二端分别与所述电容C1-C2的第一端连接；所述集成电路IC2的第2、13管脚依次分别与所述电容C1、C3的第二端连接；所述电位器RP1的第二端、所述电容C2的第二端、所述电容C3-C4的第一端均接地；正15V电源分别与所述集成电路IC1的输入端、所述电容C9-C10的第一端、所述集成电路IC2的第7-8管脚连接；所述电容C9-C10的第二端均接地；所述集成电路IC1的输出端分别与所述电容C4、C8的第二端、所述集成电路IC2的第1、4、11管脚连接；所述电容C8的第一端、所述集成电路IC2的第3、5、10、12、14管脚均接地。
4.根据权利要求2或者3所述的一种低成本D类功率放大器电路，其特征在于，所述集成电路IC1的型号为μPC2933；所述集成电路IC2的型号为NJU8752。
5.根据权利要求1所述的一种低成本D类功率放大器电路，其特征在于，第一共源极电路包括电阻R3、R5-R7、电容C11-C13、二极管VD1、VD3、VD4和晶体管VT1-VT2。
6.根据权利要求5所述的一种低成本D类功率放大器电路，其特征在于，所述电阻R3的第二端分别与所述电阻R7的第一端、所述二极管VD4的负极、所述电容C11的第二端连接；所述电容C11的第一端分别与所述电阻R6的第一端、所述电阻R5的第二端、所述二极管VD1、VD3的正极连接；电源VCC分别与所述电容C12-C13的第一端、所述电阻R5的第一端、所述二极管VD1的负极、所述晶体管VT1的源极连接；所述晶体管VT1的栅极分别与所述电阻R6的第二端、实施时二极管VD3的负极连接；所述晶体管VT1的漏极与所述晶体管VT2的漏极连接；
所述晶体管VT2的栅极分别与所述电阻R7的第二端、所述二极管VD4的正极连接；所述晶体管VT2的源极、所述电容C12-C13的第二端均接地。
7.根据权利要求5或者6所述的一种低成本D类功率放大器电路，其特征在于，所述晶体管VT1为2SJ114型场效应晶体管；所述晶体管VT2为2SK400型场效应晶体管。
8.根据权利要求1所述的一种低成本D类功率放大器电路，其特征在于，输出电路包括电阻R1、电容C5-C7、C16和电感L1-L3。
9.根据权利要求8所述的一种低成本D类功率放大器电路，其特征在于，所述电感L1的第二端分别与所述电容C5的第一端、所述电感L3的第一端连接；所述电感L3的第二端分别与所述电容C7、C16的第一端、输出端OUT的正极连接；所述电感L2的第二端分别与所述电阻R1的第二端、所述电容C6、C16的第二端、输出端OUT的负极连接；所述电容C7的第二端与所述电阻R1的第一端连接；所述电容C5的第二端、所述电容C6的第一端均接地。
10.根据权利要求1所述的一种低成本D类功率放大器电路，其特征在于，第二共源极电路包括电阻R4、R8-R10、电容C14-C15、二极管VD2、VD5、VD6和晶体管VT3-VT4。

说明书全文

一种低成本D类功率放大器 电路

技术领域

[0001] 本实用新型涉及到功放电路技术领域，尤其涉及到一种低成本D类功率放大器电路。

背景技术

[0002] 目前，50瓦到几百瓦输出的D类功率放大器一般采用运算放大器与比较器构成的PWM电路、栅极驱动电路及功率MOSFET等组成，但采用这种方法时电路元件多、实装与调制麻烦；市场上也有内置几十瓦到上百瓦的D类输出级模块，但价格高，不容易得到。

[0003] 因此，现有技术存在缺陷，需要改进。实用新型内容

[0004] 本实用新型提供一种低成本D类功率放大器电路,解决的上述问题。

[0005] 为解决上述问题，本实用新型提供的技术方案如下：

[0006] 一种低成本D类功率放大器电路，包括以NJU8752型D类功率放大器为核心的输入功放模块和全桥输出模块；所述全桥输出模块包括第一、二共源极电路和具有低通滤波功能的输出电路；所述输入功放模块分别与所述第一、二共源极电路连接；所述输出电路分别与所述第一、二共源极电路连接。

[0007] 相对于现有技术的有益效果是，采用上述方案，本实用新型采用输入功放模块和全桥输出模块组合构成D类功率放大器，电路元器件使用数量少，制作成本低，实装调试便捷；通过改变电源的电压等级与功率MOSFET，可以得到几十瓦到几百瓦的输出功率，使用方便。附图说明

[0008] 为了更清楚的说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0009] 图1为本实用新型的一种低成本D类功率放大器电路的原理框图；

[0010] 图2为本实用新型的一种低成本D类功率放大器电路的电路原理图。

具体实施方式

[0011] 为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

[0012] 需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本说明书所使用的术语“固定”、“一体成型”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，在图中，结构相似的单元是用以相同标号标示。

[0013] 除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。

[0014] 如图1-2所示，本实用新型的一个实施例是：

[0015] 一种低成本D类功率放大器电路，包括以NJU8752型D类功率放大器为核心的输入功放模块和全桥输出模块；所述全桥输出模块包括第一、二共源极电路和具有低通滤波功能的输出电路；所述输入功放模块分别与所述第一、二共源极电路连接；所述输出电路分别与所述第一、二共源极电路连接。

[0016] 输入功放模块包括电阻R2、电容C1-C4、C8-C10、电位器RP1和集成电路IC1-IC2；

[0017] 输入信号的正极与所述电位器RP1的第一端连接；输入信号的负极接地；所述电位器RP1的滑动端与所述电阻R2的第一端连接；所述电阻R2的第二端分别与所述电容C1-C2的第一端连接；所述集成电路IC2的第2、13管脚依次分别与所述电容C1、C3的第二端连接；所述电位器RP1的第二端、所述电容C2的第二端、所述电容C3-C4的第一端均接地；正15V电源分别与所述集成电路IC1的输入端、所述电容C9-C10的第一端、所述集成电路IC2的第7-8管脚连接；所述电容C9-C10的第二端均接地；所述集成电路IC1的输出端分别与所述电容C4、C8的第二端、所述集成电路IC2的第1、4、11管脚连接；所述电容C8的第一端、所述集成电路IC2的第3、5、10、12、14管脚均接地；

[0018] 所述集成电路IC1的型号为μPC2933；所述集成电路IC2的型号为NJU8752。

[0019] 第一共源极电路包括电阻R3、R5-R7、电容C11-C13、二极管VD1、VD3、VD4和晶体管VT1-VT2；

[0020] 所述集成电路IC2的第4管脚与所述电阻R3的第一端连接；

[0021] 所述电阻R3的第二端分别与所述电阻R7的第一端、所述二极管VD4的负极、所述电容C11的第二端连接；所述电容C11的第一端分别与所述电阻R6的第一端、所述电阻R5的第二端、所述二极管VD1、VD3的正极连接；电源VCC分别与所述电容C12-C13的第一端、所述电阻R5的第一端、所述二极管VD1的负极、所述晶体管VT1的源极连接；所述晶体管VT1的栅极分别与所述电阻R6的第二端、实施时二极管VD3的负极连接；所述晶体管VT1的漏极与所述晶体管VT2的漏极连接；所述晶体管VT2的栅极分别与所述电阻R7的第二端、所述二极管VD4的正极连接；所述晶体管VT2的源极、所述电容C12-C13的第二端均接地；

[0022] 所述晶体管VT1为2SJ114型场效应晶体管；所述晶体管VT2为2SK400型场效应晶体管。

[0023] 第二共源极电路包括电阻R4、R8-R10、电容C14-C15、二极管VD2、VD5、VD6和晶体管VT3-VT4；

[0024] 所述电阻R4的第一端与所述集成电路IC2的第9管脚连接；所述电容C15的第一端与所述电容C12的第一端连接；

[0025] 所述电阻R4的第二端分别与所述电阻R10的第一端、所述二极管VD6的负极、所述电容C14的第二端连接；所述电容C14的第一端分别与所述电阻R8的第二端、所述电阻R9的第一端、所述二极管VD2、VD5的正极连接；所述电容C15的第一端分别与所述电阻R8的第一端、所述二极管VD2的负极、所述晶体管VT3的源极连接；所述晶体管VT3的栅极分别与所述电阻R9的第二端、所述二极管VD5的负极连接；所述晶体管VT3的漏极与所述晶体管VT4的漏极连接；所述晶体管VT4的栅极分别与所述电阻R10的第二端、所述二极管VD6的正极连接；所述电容C15的第二端、所述晶体管VT4的源极均接地；

[0026] 所述晶体管VT3为2SJ114型场效应晶体管；所述晶体管VT4为2SK400型场效应晶体管。

[0027] 输出电路包括电阻R1、电容C5-C7、C16和电感L1-L3；

[0028] 所述电感L1的第一端与所述晶体管VT1的漏极连接；所述电感L2的第一端与所述晶体管VT3的漏极连接；

[0029] 所述电感L1的第二端分别与所述电容C5的第一端、所述电感L3的第一端连接；所述电感L3的第二端分别与所述电容C7、C16的第一端、输出端OUT的正极连接；所述电感L2的第二端分别与所述电阻R1的第二端、所述电容C6、C16的第二端、输出端OUT的负极连接；所述电容C7的第二端与所述电阻R1的第一端连接；所述电容C5的第二端、所述电容C6的第一端均接地。

[0030] 本实用新型的工作原理：

[0031] D类功率放大器设计时，开关频率非常重要，但NJU8752的电气参数中没有规定，需要实际测试。测试条件是无输入信号，Udd=3.3V。开关频率随电源电压Ucc成比例增高，音频信号要尽量远离开关频率，而开关频率要尽量高。另外，为了降低导通电阻而减小损耗，栅极驱动的电压要尽量高。这里，制作的功率放大器的Ucc=15V。

[0032] 由于NJU8752是用于驱动压电晶体扬声器，因此，对于功率MOSFET这样的电容负载，期望输出波形失真小。接上功率MOSFET观察OUTp和OUT、的输出波形，观察到输出波形非常均衡，上升沿也很好。

[0033] D类输出级采用P沟道和N沟道共源极电路，这里使用两组构成全桥方式。P沟道的开关特性一般比N沟道的差，因此，需要注意交流特性。要用足够低阻抗驱动各功率MOSFET，但对于NJU8752是没有问题的。驱动信号的振幅也要足够大。

[0034] 即使无输入信号，D类放大器仍进行开关工作，因此，高端与NJU8752要采用电容进行耦合。若NJU8752输出低电平，在栅极产生比Upp低15V左右的负电压而高端MOSFET导通。VD1为电平移动用电容C4充电的二极管。RC时间常数设定的时间要比开关周期足够长，但常数设定比较麻烦。功率MOSFET的栅-源极间电压UGS由NJU8752输出PWM信号的振幅决定，与电源电压无关。改变电源电压Ucc，可得到良好的开关波形。为了防止输出级的贯通电流，在栅极接入电阻延迟栅极导通时间。该电阻值由功率MOSFET的开关特性决定。

[0035] 输出功率PO由电源电压Ucc和负载电阻RL决定。

[0036] 电路中，VT1和VT3选用2SJ114，VT2和VT4选用2SK400。主要是开关频率高，输入电容小，栅极电荷量也小，尤其重要的是开通延迟时间要短。但高耐压P沟道功率管较难选定，也可以使用2SJ200和2SK1529互补对管。要在P沟道与N沟道的源极附近靠近接入几微法的薄膜电容。

[0037] 工作电源要采用稳定电源。实际使用时，要注意电源的交流声、稳定性与过渡响应等。直流电源引线较长时，电源阻抗要增大，因此，D类功率放大器的输出级要接入铝电解电容470μF/100V。NJU8752的逻辑电源由15V通过三端子稳压器获得。

[0038] 需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本实用新型说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

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