[实用新型]一种D类功率放大器的输出级电路

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及音频功率放大技术领域，特别涉及一种D类功率放大器的输出级电路。

【背景技术】

D类功率放大器(又称数字音频功率放大器)是目前市场上常见的一种功放，通过控制其输出级电路中的高端开关管和低端开关管交替导通以驱动扬声器工作。如图1所示，其为分别控制D类功率放大器的输出级电路中的高端开关管和低端开关管ON/OFF(开/关)的两路控制信号的时序图，其中，控制高端开关管和低端开关管同时为OFF的时间定义为死区时间。设置死区时间是为了产生一个导通延迟，以防止高端开关管和低端开关管在切换阶段同时导通，产生直通电流损毁电路。理想情况下，高端开关管关闭低端开关管打开，高端开关管打开低端开关管关闭，不希望其间存在同时打开的情况。有效的死区时间与元件参数和芯片温度有关，对于一个D类功率放大器的可靠设计来讲，必须确保死区时间总是正的而决不是负的来防止输出级电路中的高端开关管和低端开关管进入直通状态。

在实际的电路版图中，高端开关管和低端开关管分别包括多个并联的MOS(Metal-Oxide-Semiconductor)晶体管。由于受现有电路布图设计的限制，高端开关管和低端开关管的开启/关断的时间较长，因此，在高端开关管和低端开关管的切换过程中很容易存在高端开关管中的部分MOS晶体管和低端开关管中的部分MOS晶体管直通，其后果是降低了输出级电路的效率，导致电路发热和性能变差。目前，通用的解决方法就是通过增加BUFFER(缓冲器)来延长死区时间，以保证在工艺波动的情况下高端开关管和低端开关管不被同时打开，但较长的死区时间又会影响电路的其他性能，比如，使电路的失真性能增大。

因此，有必要提供一种改进的技术方案来克服上述问题。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于提供一种D类功率放大器的输出级电路，其可以有效防止高端开关管和低端开关管在切换阶段的部分直通现象，降低死区时间，提高电路的性能和效率。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种D类功率放大器的输出级电路，其包括第一功率开关和第二功率开关，所述第一功率开关和第二功率开关依次串联于电源端和接地端之间，第一功率开关和第二功率开关之间的连接节点与所述输出级电路的输出端相连。所述输出级电路还包括驱动电路、第一信号线组和第二信号线组，所述驱动电路包括第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，第一输入端用于接收第一控制信号，第二输入端用于接收第二控制信号，所述第一功率开关包括多个MOS晶体管，每个MOS晶体管的第一连接端和第二连接端分别与电源端和输出级电路的输出端相连；所述第一信号线组包括多路栅信号线，每路栅信号线与所述第一功率开关中的一个MOS晶体管唯一对应，所述第一信号线组中的每路栅信号线的一端与所述第一输出端相连，另一端与该路栅信号线唯一对应的MOS晶体管的栅极相连，所述第二功率开关包括多个MOS晶体管，每个MOS晶体管的第一连接端和第二连接端分别与输出级电路的输出端和接地端相连；所述第二信号线组包括多路栅信号线，每路栅信号线与所述第二功率开关中的一个MOS晶体管唯一对应，所述第二信号线组中的每路栅信号线的一端与所述第一输出端相连，另一端与该路栅信号线对应的MOS晶体管的栅极相连。

进一步的，第一功率开关和第二功率开关中的MOS晶体管均为NMOS晶体管，所述NMOS晶体管的第一连接端为漏极，其第二连接端为源极。

进一步的，所述第一功率开关中的MOS晶体管为NMOS晶体管，该NMOS晶体管的第一连接端为漏极，其第二连接端为源极；所述第二功率开关中的MOS晶体管为PMOS晶体管，该PMOS晶体管的第一连接端为漏极，其第二连接端为源极。

进一步的，所述第一信号线组中的多路栅信号线长度相等；所述第二信号线组中的多路栅信号线长度相等。

进一步的，所述驱动电路包括第一驱动单元和第二驱动单元，所述第一驱动单元用于放大所述第一控制信号并将放大后的第一控制信号通过所述第一输出端输出；所述第二驱动单元用于放大所述第二控制信号将放大后的第二控制信号通过所述第二输出端输出。