[发明专利]包括开关放大器和负载的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括开关放大器和负载的装置，还涉及一种开关放大器，涉及一种用于开关放大器中的控制器，涉及一种用于开关放大器中的开关电路，涉及一种开关放大方法以及开关放大处理器程序产品。

这种装置的例子是移动电话和其它音频装置，并且这种开关放大器的例子是D类放大器。

背景技术

从US6,211,728B1获得已知的现有技术开关放大器，该US6,211,728B1公开了一种包括用于控制四个开关的控制电路的无滤波器开关放大器。第一开关将负载的第一端连接到电压电源，第二开关将该负载的第一端连接到地面，第三开关将该负载的第二端连接到该电压电源，以及该第四开关将该负载的第二端连接到地面。根据第一选择通过使得该第一和第四开关导电，跨越该负载引入了第一电压信号。根据第二选择通过使得第二和第三开关导电，跨越该负载引入了第二电压信号，其中，该第二电压信号等于反相的第一电压信号。根据第三选择通过使得或者第一和第三开关导电或者使得第二和第四开关导电，该负载短路。

对于正输入信号，该控制电路根据脉宽调制技术从第三选择切换到第一选择并且反之亦然(第一选择期间较小绝对值输入信号＝较短脉冲＝较短导电时间间隔，以及第三选择期间较长导电时间间隔；第一选择期间较大绝对值输入信号＝较长脉冲＝较长导电时间间隔，第三选择期间较短导电时间间隔)。对于负输入信号，该控制电路根据脉宽调制技术从第三选择切换到第二选择并且反之亦然(第二选择期间较小绝对值输入信号＝较短脉冲＝较短导电时间间隔，以及第三选择期间较长导电时间间隔；第二选择期间较大绝对值输入信号＝较长脉冲＝较长导电时间间隔，第三选择期间较短导电时间间隔)。

跨越该负载的电压信号的均值与放大的输入信号一致。与从第一选择到第二选择的切换并且反之亦然相比较，换言之，与使用仅仅第一和第二选择相比较，第三选择的引入允许撤销负载两端的串联电感器和并联电容器形式的滤波器，这是因为：高频域中的开关功率被减小。

由于高频域中的开关功率仍然相对高的事实，这种已知装置是有其它缺点的。这个高频域中的开关功率在诸如例如扩音器的负载中耗散并且会损坏这个扩音器。

发明内容

此外，本发明的目的在于提供一种包括开关放大器和负载的装置，其中，高频域中的开关放大器开关功率相对较低。

此外，本发明的其它目的在于提供一种开关放大器，以及提供一种用于开关放大器中(与开关放大器组合)的控制器、开关电路、开关放大方法和开关放大处理器程序产品，其中，高频域中的开关功率相对较低。

根据本发明的装置包括开关放大器和负载，所述开关放大器包括控制器，所述控制器用于控制开关电路从而分别在第一、第二、第三和第四状态下跨越负载分别引入第一、第二、第三和第四电压信号，其中，所述第一、第二、第三和第四电压信号彼此不同。

通过跨越负载引入至少四个状态和至少四个不同电压信号(四个或更多选择)，与仅仅利用跨越负载的三个状态和三个不同电压信号相比较(仅仅三个选择)，高频域中的开关功率被减小。这可以如下进行导出。

在现有技术两个选择情形下，跨越负载的电压信号例如从正电压电源改变到负电压电源并且反之亦然。在1瓦特输入信号的情况下，例如，产生了5瓦特开关功率并且由串联电感器和并联电容器形式的滤波器对所述5瓦特开关功率进行滤波。在现有技术三个选择情形下，跨越负载的电压信号例如从零值改变到正电压电源并且反之亦然或者从零值改变到负电压电源值并且反之亦然。在1瓦特输入信号的情况下，于是例如在负载中产生并且耗散1.5瓦特开关功率。其原因在于：在开关事件期间电压摆动已经被减小。对于正输入信号，不再需要使用第二选择，对于负输入信号，不再需要使用第一选择。因此，当跨越负载引入至少四个状态和至少四个不同电压信号时，电压摆动被进一步减小，并且开关功率被进一步减小。

此外，根据本发明的装置另一个优点在于：总功耗被减小，这会实现每个电池的播放时间较长。

根据本发明的装置的实施例由一种控制器进行定义，所述控制器被设置为控制所述开关电路以根据输入信号对所述电压信号进行脉宽调制。在根据本发明的装置中，脉宽调制技术的使用能够发挥良好作用。