[实用新型]具有保护电路的D类放大器

说明书

本实用新型提出一种具有保护电路的D类放大器，由数字讯号集成单元与电源管理集成单元所组成，其中，数字讯号集成单元，由一个比较器电路连接一个脉宽调变电路所组成，脉宽调变电路与震荡电路连接，用以获得一个数字化的模拟信号。电源管理集成单元，由一个桥接电路所组成，桥接电路的输入端与脉宽调变电路的输出端连接。保护电路，由一个警示电路与一个连接电路连接所组成，其中，警示电路的一端与脉宽调变电路连接，而连接电路与桥接电路连接。当发生电流过大或电压不稳时，实时关闭电源以提升电路的寿命与安全。

技术领域

本实用新型是涉及一种D类放大器，特别是一种以集成电路IC取代现有技术复杂电路，且具有保护电路来检知电路是否异常，来控制输出讯号的可实现类D类高功率放大器。

背景技术

目前现有的功率放大器分别为提供低失真但耗电量极高的A类放大器，以及耗电量低但有交越失真(crossover distortion)问题的B类放大器，AB类放大器及D类放大器都属于较能兼顾耗电及音质要求的放大器类型，因此目前被广泛应用于消费性音响及视听设备中。这两类放大器的主要差别在于，AB类放大器系利用功率晶体管的线性工作区间特性来放大信号，D类放大器则是利用脉宽调变(Pulse Width Modulation,PWM)的技术来放大信号。

请参阅图1，图1绘示现有技术中半桥式D类放大器1的示意图。此D类放大器1包含积分器12、比较器14、驱动放大电路其包含前置驱动级16、功率放大级17及滤波电路18。如图1所示，积分器12之输入端用以接收模拟信号Vin，另一输入端则是透过电阻R连接至功率放大级17的输出节点。

模拟信号Vin经过积分器12之后产生的积分结果为积分信号Vin，当积分信号Vin的电压高于三角波信号VTRI，比较器14的输出结果为即为高准位(H)的脉宽调变信号VPWM；当积分信号Vin的电压低于三角波信号VTRI，比较器14的输出端则产生低准位(L)的脉宽调变信号VPWM。此电路中的积分器12和比较器14被视为一脉宽调变电路。比较器14产生的脉宽调变信号VPWM接着会被前置驱动级16放大，并用以驱动后续之功率放大级17，亦即控制功率晶体管M1、M2导通或关闭。功率放大级17肩负了放大信号功率的责任。连接于功率放大级17输出端的滤波器18由电感L和电容C组成，其功用在于将脉宽调变信号VPWM中的载波滤除，还原模拟信号的波形。经还原后的模拟信号即为此D类放大器1提供给负载扬声器19的驱动信号，其中，负载扬声器19前设置滤波电路18虽可协助滤除送往负载的大电流载波讯号，真正保留所需的有效讯号，但亦使D类放大器增加了电路空间，同时静态电力消耗提高，影响电路寿命与安全之问题。

请参阅图2，图2绘示现有技术中全桥式D类放大器2电路。图2绘示D类放大器2中积分器22接收一组正向的模拟信号Vin+和负向的Vin-之后将其积分结果Vin+与Vin-分别传递至比较器23A和比较器23B。此处之这两个比较器的输出信号经过前置驱动级24A、24B、功率放大级25A、25B以及滤波电路26A、26B之后，即成为可用以驱动负载扬声器28的驱动信号。此电路中的积分器22和比较器23A、23B也被视为一脉宽调变电路。

现有技术中不论半桥式D类放大器1或全桥式D类放大器2电路设计上过于复杂、占空间、成本较高且无保护电路机制，当发生电流过大、电压不稳时，无法及时关闭电源来确保电路与安全问题。

实用新型内容