设计主电路 控制电路 驱动电路 过温保护电路设计仿真 并完成MATLAB仿真

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-06-23 00:58 标签： 过温保护电路设计仿真

【摘要】：随着便携式电子产品市场的快速发展，MP3播放器、DVD播放器和手机等便携式电子产品都面临延长电池使用时间的挑战。与传统的AB类等线性功率放大器相比，D类功放凭借功耗低、散热量较少、效率高、体积小、印制电路板(PCB)面积较小和成本较低的特点，在许多应用中取代传统的AB类功放已经成为必然趋势。因此对其进行研究具有十分重要的意义。 本文设计了一款应用于便携式音频电子产品的脉冲宽度调制(PWM)D类音频功率放大器。文章首先比较了各类功率放大器的优缺点，对D类功率放大器的工作原理、采样方式、系统模型、负反馈对总谐波失真的影响、输出级的拓扑结构进行了详细的分析，提出了本论文采用的整体电路结构，放大器的结构特色有：采用噪声整形的负反馈来提高音频放大器的线性度，降低系统的失真；采用改进型的PWM调制方案并利用全桥输出级结构，无需输出滤波器，利用扬声器的电感实现音频信号的恢复，节省了应用电路的面积和成本。 本文采用CSMC0.5umDPDMCMOS工艺，对每个模块电路都进行了详细的分析、设计，并使用Cadence的Spectre进行了电路的仿真和验证，模块电路包括带隙基准源、全差分运算放大器、PWM比较器、三角波振荡器、驱动电路、功率输出电路、过流保护电路、过温保护电路、欠压锁定电路等。 对电路进行系统的仿真，仿真结果显示，该电路可以在2.7V~5.5V的电源电压范围内正常工作。5V的电源电压情况下，负载为4Ω时可达2W的输出功率，负载为8Ω，输出功率387mW时效率可达80.8%；正常工作情况下，静态电流1.914mA，关断电流小于0.5uA。该音频放大器主要应用于低功率输出的便携式产品中。

【学位授予单位】：福州大学
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TN722


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【摘要】： 由于D类音频功率放大器与传统的模拟功放相比，具有体积小，效率高，低失真，大功率的特点所以具有广阔的发展前景。 它是本IC设计中心一直进行研究的项目，到现在为止，已经设计并制造出了三种样机，样机一是传统的D类音频功率放大器，由脉宽调制电路、驱动电路、功率输出电路、滤波电路四部分构成。样机二对样机一进行了改进，提出了新的驱动级和功率输出级结构，去掉了滤波电路。样机三可以直接与数字音频设备的输出端相接，这样，D类功放即成为了“数字功放”，对于样机三，我们已经实现了单片集成。 D类放大器包括脉宽调制器和输出级。在本文里，分析了输出级的工作原理，并且提出了新的输出级结构，它是简单且有效的。并对放大器的各个模块包括放大电路、比较器电路、三角波产生电路、驱动电路、功率输出级电路、过流保护电路、过温保护电路、欠压保护电路、电平位移电路、接口电路、检测和关断模式控制电路、接口电路等进行了设计和仿真，且达到了预先设定的指标。同时对有滤波和无滤波的D类放大器的静态电流进行了测试，论证了无滤波电路的可行性，提出了去掉滤波电路后的种种问题及相应的解决方法，包括可能变化的性能参数。在集成电路的设计部分，为了进一步提高效率，提出了新的驱动结构；为了实现大功率，即在高的电源电压下也能工作，提出了新的电平位移电路。在以上研究的基础上，我们构建了模拟D类功率放大器的总体电路并对其进行仿真。最后对于D类放大器后级版图设计中的寄生参数问题进行了分析并提出了切实可行的解决方法。 本文首先介绍了声音的基本特性、音响放大器的技术指标、放大器分类和D类放大器的工作原理，比较了AD类调制方案和BD类调制方案的特点，接着介绍了本设计中心设计的三种样机方案并作了一定的测试，最后从单片集成的角度对D类音频放大器屯路的各个模块进行了电路设计及仿真，对后级电路进行了版图设计，并完成了数字音频功放的测试工作。

【学位授予单位】：电子科技大学
【学位授予年份】：2002
【分类号】：TN722


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