[发明专利]一种具有过流保护的功率放大器

说明书

技术领域

本发明主要涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种具有过流保护的功率放大器。

背景技术

D类音频功率放大器已经在DVD、液晶电视、MP4、移动电话等各种消费电子类产品中广泛应用，与传统的A、B类音频功率放大器相比，D类音频功率放大器最大的优势在于具有极高的转换效率，例如，D类音频功率放大器的实际转换效率可以达到80％以上，理论转换效率甚至可以达到100％。

D类音频功率放大器的基本工作原理具体为，脉冲宽度调制器将接收输入的音频信号转换成高频方波信号，该高频方波信号的平均值跟踪输入信号的幅度，从而将音频信号转换成脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)信号，其中，PWM信号的频率为可变脉冲宽度的固定载波频率，通常在几百千赫兹(kHz)以上，然后将PWM信号发送到一组功率场效应晶体管(FieldEffect Transistor，FET)，生成具有大驱动能力的输出信号，通过LC低通滤波器滤掉该输出信号的高频载波信号，最后还原出用以驱动扬声器的原始基带音频信号。

图1为传统的D类音频功率放大器的电路原理图，如图1所示，图1中包括：脉冲宽度调制时钟电路101、脉冲宽度调制器102、反相器103、驱动电路104、驱动电路105、驱动电路106、驱动电路107、由场效应晶体管M108、场效应晶体管M109、场效应晶体管M110、场效应晶体管M111构成的桥式输出电路、比较器112、比较器113、LC低通滤波器115、LC低通滤波器116和扬声器117。其中，

脉冲宽度调制时钟电路101，用于生成三角波时钟信号，并发送给脉冲宽度调制器102。

脉冲宽度调制器102，用于接收模拟音频信号和三角波时钟信号，根据三角波时钟信号对模拟音频信号进行调制生成PWM信号，并将生成的PWM信号分成第一、二、三、四PWM信号以四路方式输出。其中，PWM信号为高频方波信号，PWM信号的高电平为电源电压，PWM信号的低电平为接地电压。第一PWM信号输出给驱动电路104，第二PWM信号输出给驱动电路105，第三PWM信号输出给驱动电路106，第四PWM信号输出给驱动电路107。

反相器103，用于接收脉冲宽度调制器102发送的第二、三PWM信号，对第二、三路PWM信号分别进行反相生成第二、三反相PWM信号后发送给驱动电路105、106。

驱动电路104，用于接收第一PWM信号，并根据第一PWM信号产生第一驱动信号，以驱动场效应晶体管M108；

驱动电路105，用于接收第二反相PWM信号，并根据第二反相PWM信号产生第二驱动信号，以驱动场效应晶体管M109；

驱动电路106，用于接收第三反相PWM信号，并根据第三反相PWM信号产生第三驱动信号，以驱动场效应晶体管M110；

驱动电路107，用于接收第四PWM信号，并根据第四PWM信号产生第四驱动信号，以驱动场效应晶体管M111；

场效应晶体管M108，用于接收第一驱动信号，根据第一驱动信号生成第一放大后的PWM信号；其中，场效应晶体管M108为P型场效应晶体管。

场效应晶体管M109，用于接收第二驱动信号，根据第二驱动信号生成第二放大后的PWM信号；其中，场效应晶体管M109为N型场效应晶体管。

场效应晶体管M110，用于接收第三驱动信号，根据第三驱动信号生成第三放大后的PWM信号；其中，场效应晶体管M110为P型场效应晶体管。

场效应晶体管M111，用于接收第四驱动信号，根据第四驱动信号生成第四放大后的PWM信号；其中，场效应晶体管M111为N型场效应晶体管。

由于第一驱动信号、第四驱动信号与第二驱动信号、第三驱动信号互为相反，因此，当场效应晶体管M108、场效应晶体管M111处于开启状态时，场效应晶体管M109、场效应晶体管M110处于关断状态；反之，当场效应晶体 管M109、场效应晶体管M110处于开启状态时，场效应晶体管M108、场效应晶体管M111处于关断状态。

LC低通滤波器115，用于分别对第一、二放大后的PWM信号进行滤波处理生成模拟音频信号，以驱动扬声器117。

LC低通滤波器116，用于分别对第三、四放大后的PWM信号进行滤波处理生成模拟音频信号，以驱动扬声器117。

由于D类音频功率放大器中的开关器件容易因工作电流过大而被损坏，因此，就需要在D类音频功率放大器中设置一个过流保护电路来保护这些开关器件。