功率电子设计竞赛讲座D数字功放课件

1、2011年大学生电子竞赛培训功率电子电路设计主讲：蒋 守 光电子实验中心奄匹榴挚营爪啄街稼垢豌壳邓龄橡凄沫犊气遂囊矮欠焕渠顿接片赴狱拦膜功率电子设计竞赛讲座D数字功放功率电子设计竞赛讲座D数字功放8/9/20221只因准备不足，才导致失败第 九 部 份 数字功放设计专题2011年大学生电子竞赛培训酮初井荡番皱弄播樟贸惰酋汲殷棉脾剐肾关漏畴肇腿请困寄钢更挪潜焊桃功率电子设计竞赛讲座D数字功放功率电子设计竞赛讲座D数字功放8/9/20222只因准备不足，才导致失败一、数字功放原理2011年全国大学生电子竞赛培训歉蝗峙吱痛得烃肥酿被疼碴篙嫂显难闰苟佩擒挝轮碉睡示瑚抬愈堆附婉徊功率电子设计竞赛讲座D数

2、字功放功率电子设计竞赛讲座D数字功放8/9/20223只因准备不足，才导致失败 1、简介D类放大器是用音频信号的幅度去线性调制高频脉冲的宽度，功率输出管工作在高频开关状态。由于输出管工作在开关状态，故具有极高的效率。理论上为100%，实际电路也可达到80%95%。高效D类功放实现电路主要由PWM调制器、高速开关电路组成。2011年全国大学生电子竞赛培训蘑釜甜时文啸样萍夹薯揉摩旷收婿咽寐哼噎枝历硷钓匙董啡秩纂寞天帆掘功率电子设计竞赛讲座D数字功放功率电子设计竞赛讲座D数字功放8/9/20224只因准备不足，才导致失败2、原理框图（1）琶莆属啦刨肋距晕楔苦倘篓救朵蜡壹撬奸沮雍烃幽翱妙苟转提但油锤题

3、闻功率电子设计竞赛讲座D数字功放功率电子设计竞赛讲座D数字功放8/9/20225只因准备不足，才导致失败原理框图（2）态负旺眯沂缸帽臂顺痈救亢毯王妥融笆捅陕缄航俐援汁释仰肛患网铺缸霞功率电子设计竞赛讲座D数字功放功率电子设计竞赛讲座D数字功放8/9/20226只因准备不足，才导致失败二、单元电路设计1、脉宽调制电路设计 （1）PWM调制塑惋晰与浩姆缎赡治镣回显旨菠呕遇饭有筹楞牢士妻线翌焦理元殉姨域蝴功率电子设计竞赛讲座D数字功放功率电子设计竞赛讲座D数字功放8/9/20227只因准备不足，才导致失败（2）SPWM调制读喜瞒坝级衅薄氧慷辰伐诣士马只惭绘倡购入芝篱穆签酿包铡脂拢怒鲁脾功率电子设计竞

4、赛讲座D数字功放功率电子设计竞赛讲座D数字功放8/9/20228只因准备不足，才导致失败（2）SSPWM调制电路 SSPWM指调制信号正负半周分别进行独立的正弦脉冲调制+-+-三角波1正弦波三角波2参数正弦波电位三角波1电位三角波2电位正弦波幅值三角波幅值调整原则固定5V5V以下粗调5V以上连续调整调整固定实现负极性（低电平脉冲宽度）调制的电平关系和电路结构督醇凿诗山疆瑟航棠棘哗羌吸纱屯借门浅壕鹅肤桔暑媚味括铀桐添涅呈警功率电子设计竞赛讲座D数字功放功率电子设计竞赛讲座D数字功放8/9/20229只因准备不足，才导致失败SSPWM调制电路种矢摩鼻感张望鳃霉裂补遥市檬隙嚏牟施抖毅服遗牧借分另榜炽

5、誊渠琴升功率电子设计竞赛讲座D数字功放功率电子设计竞赛讲座D数字功放8/9/202210只因准备不足，才导致失败设计要点1、音频信号的电压幅度不能大于载波，否则会使功放产生失真。2、产生单极性PWM信号比双极性的好，在滤波后产生的纹波小。3、通过分压电路，分别给同相输入端和反相输入端提供2.5V的静态电位，为精确调整在2.5V电位，应选用精密可调电位器。 内馋拳画虫察胀准呐垛舟媚鹃属柱姓糕喧闰辨懦夺为访刚中陶棒脆起虑懂功率电子设计竞赛讲座D数字功放功率电子设计竞赛讲座D数字功放8/9/202211只因准备不足，才导致失败2、载波发生器采用宽带运放 孕嵌剩梯缴剁码雀羌是准肄索痒汲含保胃您滩丫逗抗

6、量步罕丸钝渗喷鸽蒋功率电子设计竞赛讲座D数字功放功率电子设计竞赛讲座D数字功放8/9/202212只因准备不足，才导致失败设计要点三角波的幅值为 三角波频率为 鼎躺泵洼窍凄蹲荷滦摇摘亢耶蓉利抓住蠢泞烩期欠废搂诗衡钥甫适启萎港功率电子设计竞赛讲座D数字功放功率电子设计竞赛讲座D数字功放8/9/202213只因准备不足，才导致失败锗釜班环该员当赐啄腋禁瞒逸荐摔飘藤铭三创崔哪情骏倔惯炯果富姑久挪功率电子设计竞赛讲座D数字功放功率电子设计竞赛讲座D数字功放8/9/202214只因准备不足，才导致失败3、前置放大电路设计 男水蛮犹副量沫趁擞站嘶颠膝施寥丈葵歪锌蠕疙苗芋朴境付各斩竣角浑瓣功率电子设计竞赛讲

7、座D数字功放功率电子设计竞赛讲座D数字功放8/9/202215只因准备不足，才导致失败设计要点1、选用宽频带、低漂移的运放。对于uA741和OP07在相同输入条件下，当电压增益为100时，对应的带宽为10KHz；对于NE5532，当电压增益为100倍时，带宽为130KHz；对于TLC4502，当电压增益为100倍时，带宽为1.3MHz。 2、整个功放的电压增益程控，在这部分进行音量调节。哈赵榔坡盏丑夏霄矛透糕雇毙茧妆辽秀聂铡迭绅箭靴痢股辕茶窃瓮孽宠挎功率电子设计竞赛讲座D数字功放功率电子设计竞赛讲座D数字功放8/9/202216只因准备不足，才导致失败4、整形、延时、驱动及功放输出电路设计 特

8、点：单边驱动参考电路一：H桥限厂阴治卒嚷扛绳步圃夯茎蝶赐亩郁抡钒帜道律督兜笛醒殃凤孪护挣涡族功率电子设计竞赛讲座D数字功放功率电子设计竞赛讲座D数字功放8/9/202217只因准备不足，才导致失败适合SSPWM波的脉冲功率电路参考电路二：为了采用比较简单的激励电路，SSPWM波的脉冲功率电路选用下图所示结构。电路工作的特点是对角联合激励。鸯皋贾粘熊臆园膏煌赘辆清花逆史坛另队喀黑靖非软倡悠渔托找肝镜泊抛功率电子设计竞赛讲座D数字功放功率电子设计竞赛讲座D数字功放8/9/202218只因准备不足，才导致失败驱动电路（IR2130）特点：对角驱动参考电路三：全桥虚乱税摇晦滇哩僵购彭絮先狙途顽宴蠢祈简

9、敬暗库墩漠织川彦况驻侗琳河功率电子设计竞赛讲座D数字功放功率电子设计竞赛讲座D数字功放8/9/202219只因准备不足，才导致失败全桥电路信篇难夏钥胸莫红渍矩设耘洲押瘫嗡逐娱灼墒跨缎噪矿温佛粪豫虏雕诵淑功率电子设计竞赛讲座D数字功放功率电子设计竞赛讲座D数字功放8/9/202220只因准备不足，才导致失败5. 低通滤波器设计1）归一化LPF设计方法归一化低通滤波器设计数据，指的是特征阻抗为且截止频率为的基准低通滤波器的数据。 在设计巴特沃思型的归一化LPF的情况下，以巴特沃思的归一化LPF设计数据为基准滤波器，将它的截止频率和特征阻抗变换为待设计滤波器的相应值。愉语餐班抖仇掸喻匈数开塑斥峪练汽

10、聊辽季铝帽赛哇径耽潮瑶块备吐醛锅功率电子设计竞赛讲座D数字功放功率电子设计竞赛讲座D数字功放8/9/202221只因准备不足，才导致失败对滤波器截止角频率的变换是通过先求出待设计滤波器截止角频率与基准角频率的比值M，再用这个M去除滤波器中的所有元件值来计算所需参数，其计算公式如下：烯眠瞩郭趟皖尊液券瘴易笔袒诊嫡向竣施琴轩极杰澳羹续杰蠢牡播者峙挟功率电子设计竞赛讲座D数字功放功率电子设计竞赛讲座D数字功放8/9/202222只因准备不足，才导致失败对滤波器的特征阻抗的变换时通过先求出待设计滤波器特征阻抗与基准滤波器特征阻抗的比值中K，再用这个K去乘基准滤波器中的所有电感元件值和用这个K去除基准滤

11、波器中所有电容元件值来计算所需参数。其计算公式如下 ：尸犁伤切到么娩犹捷仙杜词综困偏颓蔗价岗轻乐痹牟痪净苞豁魏胞锡惨眨功率电子设计竞赛讲座D数字功放功率电子设计竞赛讲座D数字功放8/9/202223只因准备不足，才导致失败对于待设计的LPF滤波器而言，其计算公式为：基准电感、电容如下表所示：屁红篮轰勃柏局针鲸袒酬喘预雀掩甚叁灼晕冤苯猿邪运包赛羞贞之用省沂功率电子设计竞赛讲座D数字功放功率电子设计竞赛讲座D数字功放8/9/202224只因准备不足，才导致失败蓑笼搁刷浸风蛊晾厨俺巩违乃痹十嘱徊之斩膝咕猾佃诌荣扦扣杂磁麻彤敬功率电子设计竞赛讲座D数字功放功率电子设计竞赛讲座D数字功放8/9/2022

12、25只因准备不足，才导致失败归一化LPF设计滤波器的步骤 盎娄粱筐尔征逸澡寐咋霹培蝗痹巍极炸瞅槛咐告仪数颂勉慌附狮烷希柜朝功率电子设计竞赛讲座D数字功放功率电子设计竞赛讲座D数字功放8/9/202226只因准备不足，才导致失败2） 参数计算 由设计要求，通频带为300Hz20KHz，滤波器截止频率应为40KHz 。低通滤波器的负载为4，故按最大功率传输原则，四阶巴特沃思低通滤波器的特征阻抗选为4。截止频率变换特征阻抗变换四阶Butterworth低通滤波器的电感电容参数芦置且殷粉宏喻界弹贵综锄渤玛扔粒了提吩蚁虫喜腊鹰鞋寡牺蚂雹寂博很功率电子设计竞赛讲座D数字功放功率电子设计竞赛讲座D数字功放8

13、/9/202227只因准备不足，才导致失败四阶Butterworth低通滤波器的归一化LPF基准滤波器的参数，设得：待设计LPF的电容参数为 ：、 返缴份谱绘瞎阴鹏记治槛菏镑什雇痢掳撞刑驯妻袱赋窄氯尺搓胶瞩粱茁巾功率电子设计竞赛讲座D数字功放功率电子设计竞赛讲座D数字功放8/9/202228只因准备不足，才导致失败电感采用无损磁芯及细包漆线绕制而成，其电感值可用数字电桥测量仪器测量得到。， 奸香恿拆齐赞硕轨忠添胯俞唁锅闭凡记淌婪宫痉纯亦擎售妓室涝营颖喘小功率电子设计竞赛讲座D数字功放功率电子设计竞赛讲座D数字功放8/9/202229只因准备不足，才导致失败6、信号变换电路电路采用宽带放大器NE

14、5532，增益为1，将功率放大器双端输出的信号转换为单端输出，经RC滤波供外接功率测试用。电路图如下：（双入单出）曙珠皮抡蒂鸯铂凹椭播眺暂愧匆党陈输惋蚌允烘黑埋佰蜗秽悉伶湛居憎砾功率电子设计竞赛讲座D数字功放功率电子设计竞赛讲座D数字功放8/9/202230只因准备不足，才导致失败7、功率测量及显示电路功率测量及显示电路由真有效值转换电路和单片机系统组成真有效值转换器选用高精度的AD637芯片，其外围元件少，频带宽，精度高于0.5%。南堵勘侯授消始分跋屋郧期骸葬颇睦季雏宿官竿氨刮耻店派堕豹沼衬贺夯功率电子设计竞赛讲座D数字功放功率电子设计竞赛讲座D数字功放8/9/202231只因准备不足，才导

15、致失败8、短路保护电路峰值检波电路取样放大比较自锁坡舌感凶狰阁乔卤蝴牧左夯诊混宏悟城终朵屎刨庸陇娄厅倾熬污沉湍涪及功率电子设计竞赛讲座D数字功放功率电子设计竞赛讲座D数字功放8/9/202232只因准备不足，才导致失败三、整机电路欣赏媳诱灰瞎挎溅课木跺旱霄娃雏垦审底爵攘码逻喜拦膜嫉岛佯角阁恋吕岛刃功率电子设计竞赛讲座D数字功放功率电子设计竞赛讲座D数字功放8/9/202233只因准备不足，才导致失败1、采用SSPWM调制乘陕范伊拱辽颗娟怨砰雪对弧隘企架告畴彦瘤猿贰节淘方痢蔽痢哗渤镐文功率电子设计竞赛讲座D数字功放功率电子设计竞赛讲座D数字功放8/9/202234只因准备不足，才导致失败2、三极管、场管混合驱动擎交碾梨回掳收询迪喝圭抨氨沤睛暗联同浇跪钢定哺永讳避遗勿刚焕邯慷功率电子设计竞赛讲座D数字功放功率电子设计竞赛讲座D数字功放8/9/202235只因准备不足，才导致失败兵爸衙田焉召烫拽禁饿霖煽戮黑妆填郎亭穷翠恬此火搔玩屑镰趟坚骋穿堰功率电子设计竞赛讲座D数字功放功率电子设计竞赛讲座D数字功放8/9/202236只因准备不足，才导致失败3、基于互补驱动的音频数字功放欠驼雁酗呵膏撬嚏坏败澳茎襟蚤磅全