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千亿体育登录-D类音频功放动态效率的评估
来源:凤凰体育首页    发布时间:2021-01-25 14:55:02
本文摘要:D类音频功放仅次于高效率,具有省电、降低发热量的优点。

D类音频功放仅次于高效率,具有省电、降低发热量的优点。如果功放效率90%,芯片的PCB可以扇1W,功放可以输入10W左右,给系统设计带来很大的方便。

D类功率放大器的效率可以从不同的角度来看。高效率的主要原因来自输出功率晶体管的低导通电阻Rds(on)。

如果导通电阻为0.4欧姆,喇叭电阻为4欧姆,则输入晶体管的效率等于91%,但功率放大器还有其他消耗,也包括模拟电路、模拟与数字电路混合电路和数字电路的消耗。这些功耗显示空载时的静态电流Iq。如果电源电压为5V,Iq为5mA,静态功耗为25mW。因此,在计算功率放大器的效率时,必须同时考虑静态功耗和输入晶体管功耗。

如果将阻抗加到25mW功率的输入端,输出功率晶体管的效率为90%,则功率晶体管的功耗约为2.5mW,因此,25mW输入条件下的总功耗还包括静态功耗、功率晶体管功耗和输出功率,即25mW 25mW 2.5mW=52.5mW,此时的效率为25mW/52.5mW=48%。某种程度上,如果输入250mW,总功耗为25 MW,250 MW,25 MW=300 MW,此时效率为250mW/300mW=83%。某种程度上,如果输入2.5w,总功耗为25mw,2.5W,250mw=2.775w,此时效率为2.5W/2.775W=90%,与输出功率晶体管的效率相近。

所以输出功率小时可以忽略输入晶体管的消耗,输出功率大时可以忽略静态消耗。如果阻抗等于4欧姆且效率低于90%的输入晶体管的导通电阻只有0.4欧姆或更小,如果它是BTL的双端输入,Rds(on)是由一个PMOS和一个NMOS引起的,并且每个金属氧化物半导体的导通电阻只有大约0.2欧姆,因此更有可能引起测量误差。测量时,大电流路径应与粗线匹配并焊接,以减少布线电阻。汲取大电流时,保持电源电压稳定。

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由于输出功率晶体管导通电阻的测量更容易产生误差,其电阻值与电流或电压等测量条件有关,观察输出功率晶体管效率最差的方法是查阅效率曲线的大输出功率端的效率,这与输出功率晶体管的效率非常相似,但需要注意的是,该曲线必须在电阻阻抗的情况下才能得到。如果Pi代表电源的输出功率,Pq代表静态功耗,po代表输出功率,Emos代表输出功率晶体管的效率,eff代表总效率,那么它们的相互关系是Po=(Pi-Pq)xEmos和Eff=Po/Pi。

总效率Eff=(PoxEmos)/(Po EmosxPq)如果输出功率Po与静态消耗功率Pq之比是Poq,那么非常简单的公式Eff=(PoqxEmos)/(Poq Emos)就可以更容易地仔细观察输出功率与总效率之间的关系。因此,如果功率晶体管的效率emos是90%,并且输出功率po是静态消耗功率Pq的10倍,即Poq=10,则总效率Eff=(10x0.9)/(10 0.9)=83%。

如果功率晶体管的效率Emos在某种程度上是90%,并且输出功率po是静态消耗功率Pq的8倍,则总效率Eff=(8x0.9)/(8 0.9)=81%。以上例子说明,同一个D类功率放大器的输出功率与静态功耗之比需要总效率,即静态功耗和总效率有一定程度的影响。另外,如果功率晶体管的效率emos为90%,那么一个静态功耗为25mW或5mA静态功耗为5V的功率放大器,只要输出功率小于25mAx8=200mW,就可以有81%的效率。但如果静态功耗为50mW或者5V电压10mA静态电流消耗的功率放大器,输出功率应该小于50mAx8=400mW才有一定的效率,所以实际效率必须考虑静态电流消耗。

上述争论不包括输入滤波器的消耗。如果电路图包含输入滤波器,则输入滤波器产生的功耗应计为静态功耗。


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