D类高效率音频功率放大器设计【开题报告】.doc

毕业设计开题报告电气工程与自动化D类高效率音频功率放大器设计一、选题的背景与意义随着微电子制造技术的不断发展,电子产品正向着薄型化、便携式迅速发展,人们对音频功放的要求更加趋向于高效、节能和小型化。因为移动设备受电池容量、散热、体积的限制,对音频功放要求高效、节能、发热少、体积小、便于集成。普通功放电路复杂,体积较大;而且效率较低,输出功率不可能做的很大。而D类功放工作于开关状态,理论效率可达100%,实际运用时也可达到较高的效率。功率器件的耗散功率小,产生热量少,可大大减小散热器的尺寸;功率MOS管有自保护电路,可大大简化保护电路,而且不会引人非线性失真;这样就可以极大地降低能源损耗,降低放大器的体积。所以D类音频功放越来越受到人们的重视,正越来越多地被用在移动电话、PDA及其他类似便携式应用中,以取代AB类放大器。由于D类音频功率放大器具有更高的效率,这使得采用D类音频功率放大器可延长电池供电中断产品的工作时间,并产生更少的热量,从而解决设备的散热问题。近年来国际上加进了对D类音频功率放大器的研究与开发,并取得了一定进展,这一技术一问世立即显示出其高效、节能、数字化的显著特点,引起了科研、教学、电子、商业界的特别关注。不久的将来,D类音频功率放大器必将取代传统的模拟音频功率放大器。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题:研究的基本内容:话筒。主要用于将声音信号转化为电信号,以便后续装置处理。前置放大模块。由话筒输入的信号一般都比较微小,为了能够与三角波进行比较,必须对信号进行放大,拟采用运放对输入信号进行放大。带通滤波模块。输入的音频信号难免会有干扰,为了去除干扰,需要对音频信号进行滤波。本设计采用有源滤波器滤除低频和高频干扰,实现对输入输出的隔离。三角波产生模块。系统需要使用三角波作为载波,对音频信号进行调制,根据奈奎斯特采样定理,产生的三角波的频率至少为基波最高频率的2倍,为了后级滤波的方便,载波的频率应尽可能大。PWM信号产生模块。系统需要用PWM信号来控制后续的功率放大模块。本设计拟采用比较器对处理后的音频信号和三角波进行比较来产生PWM控制信号。功率放大模块。功率放大模块是由驱动电路和MOS管构成的H桥组成,由产生的PWM信号对其进行控制。拟解决的主要问题:SPWM调制模块调制波形。功率放大模块的过流和过压保护。研究的方法与技术路线:,音频信号隔直后经过由运放LF353构成的单极性两级反向比例放大环节放大,由于人说话的频率在20HZ-20KHZ之间,所以将放大后的信号通过巴特沃斯二阶有源滤波器滤除200HZ以下及20KHZ以上的干扰。,拟采用这块芯片产生频率较高,能够满足要求的三角波作为载波。将作为载波的三角波与音频信号通过比较器进行调制,产生用于控制的PWM波,至此完成信号的调制部分。,驱动电路采用IR2110。任意时刻,功率管不能同时导通,但由于功率管有个开启和关断的过程,在过渡过程中,必然有一瞬间,一个管子没有完全关断,另一个管子已经开始导通。此时,就有很大的电压和电流加在两个功率管,功耗非常大,器件温度升高很快,常常会烧坏管子,安全受到威胁,可靠性降低。因此,功率管需要一