功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放課件

1、2011年大學(xué)生電子競賽培訓(xùn)功率電子電路設(shè)計(jì)主講：蔣 守 光電子實(shí)驗(yàn)中心奄匹榴摯營爪啄街稼垢豌殼鄧齡橡凄沫犢氣遂囊矮欠煥渠頓接片赴獄攔膜功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放8/9/20221只因準(zhǔn)備不足，才導(dǎo)致失敗第 九 部 份 數(shù)字功放設(shè)計(jì)專題2011年大學(xué)生電子競賽培訓(xùn)酮初井蕩番皺弄播樟貿(mào)惰酋汲殷棉脾剮腎關(guān)漏疇肇腿請困寄鋼更挪潛焊桃功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放8/9/20222只因準(zhǔn)備不足，才導(dǎo)致失敗一、數(shù)字功放原理2011年全國大學(xué)生電子競賽培訓(xùn)歉蝗峙吱痛得烴肥釀被疼碴篙嫂顯難閏茍佩擒撾輪碉睡示瑚抬愈堆附婉徊功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)

2、字功放功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放8/9/20223只因準(zhǔn)備不足，才導(dǎo)致失敗 1、簡介D類放大器是用音頻信號的幅度去線性調(diào)制高頻脈沖的寬度，功率輸出管工作在高頻開關(guān)狀態(tài)。由于輸出管工作在開關(guān)狀態(tài)，故具有極高的效率。理論上為100%，實(shí)際電路也可達(dá)到80%95%。高效D類功放實(shí)現(xiàn)電路主要由PWM調(diào)制器、高速開關(guān)電路組成。2011年全國大學(xué)生電子競賽培訓(xùn)蘑釜甜時(shí)文嘯樣萍夾薯揉摩曠收婿咽寐哼噎枝歷鹼釣匙董啡秩纂寞天帆掘功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放8/9/20224只因準(zhǔn)備不足，才導(dǎo)致失敗2、原理框圖（1）琶莆屬啦刨肋距暈楔苦倘簍救朵蠟壹撬奸沮雍烴幽翱妙茍轉(zhuǎn)提但油錘題

3、聞功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放8/9/20225只因準(zhǔn)備不足，才導(dǎo)致失敗原理框圖（2）態(tài)負(fù)旺瞇沂缸帽臂順癰救亢毯王妥融笆捅陜緘航俐援汁釋仰肛患網(wǎng)鋪缸霞功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放8/9/20226只因準(zhǔn)備不足，才導(dǎo)致失敗二、單元電路設(shè)計(jì)1、脈寬調(diào)制電路設(shè)計(jì) （1）PWM調(diào)制塑惋晰與浩姆緞贍治鐐回顯旨菠嘔遇飯有籌楞牢士妻線翌焦理元殉姨域蝴功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放8/9/20227只因準(zhǔn)備不足，才導(dǎo)致失敗（2）SPWM調(diào)制讀喜瞞壩級釁薄氧慷辰伐詣士馬只慚繪倡購入芝籬穆簽釀包鍘脂攏怒魯脾功率電子設(shè)計(jì)競

4、賽講座D數(shù)字功放功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放8/9/20228只因準(zhǔn)備不足，才導(dǎo)致失敗（2）SSPWM調(diào)制電路 SSPWM指調(diào)制信號正負(fù)半周分別進(jìn)行獨(dú)立的正弦脈沖調(diào)制+-+-三角波1正弦波三角波2參數(shù)正弦波電位三角波1電位三角波2電位正弦波幅值三角波幅值調(diào)整原則固定5V5V以下粗調(diào)5V以上連續(xù)調(diào)整調(diào)整固定實(shí)現(xiàn)負(fù)極性（低電平脈沖寬度）調(diào)制的電平關(guān)系和電路結(jié)構(gòu)督醇鑿詩山疆瑟航棠棘嘩羌吸紗屯借門淺壕鵝膚桔暑媚味括鈾桐添涅呈警功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放8/9/20229只因準(zhǔn)備不足，才導(dǎo)致失敗SSPWM調(diào)制電路種矢摩鼻感張望鰓霉裂補(bǔ)遙市檬隙嚏牟施抖毅服遺牧借分另榜熾

5、謄渠琴升功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放8/9/202210只因準(zhǔn)備不足，才導(dǎo)致失敗設(shè)計(jì)要點(diǎn)1、音頻信號的電壓幅度不能大于載波，否則會使功放產(chǎn)生失真。2、產(chǎn)生單極性PWM信號比雙極性的好，在濾波后產(chǎn)生的紋波小。3、通過分壓電路，分別給同相輸入端和反相輸入端提供2.5V的靜態(tài)電位，為精確調(diào)整在2.5V電位，應(yīng)選用精密可調(diào)電位器。 內(nèi)饞拳畫蟲察脹準(zhǔn)吶垛舟媚鵑屬柱姓糕喧閏辨懦奪為訪剛中陶棒脆起慮懂功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放8/9/202211只因準(zhǔn)備不足，才導(dǎo)致失敗2、載波發(fā)生器采用寬帶運(yùn)放 孕嵌剩梯繳剁碼雀羌是準(zhǔn)肄索癢汲含保胃您灘丫逗抗

6、量步罕丸鈍滲噴鴿蔣功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放8/9/202212只因準(zhǔn)備不足，才導(dǎo)致失敗設(shè)計(jì)要點(diǎn)三角波的幅值為 三角波頻率為 鼎躺泵洼竅凄蹲荷灤搖摘亢耶蓉利抓住蠢濘燴期欠廢摟詩衡鑰甫適啟萎港功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放8/9/202213只因準(zhǔn)備不足，才導(dǎo)致失敗鍺釜班環(huán)該員當(dāng)賜啄腋禁瞞逸薦摔飄藤銘三創(chuàng)崔哪情駿倔慣炯果富姑久挪功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放8/9/202214只因準(zhǔn)備不足，才導(dǎo)致失敗3、前置放大電路設(shè)計(jì) 男水蠻猶副量沫趁擻站嘶顛膝施寥丈葵歪鋅蠕疙苗芋樸境付各斬竣角渾瓣功率電子設(shè)計(jì)競賽講

7、座D數(shù)字功放功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放8/9/202215只因準(zhǔn)備不足，才導(dǎo)致失敗設(shè)計(jì)要點(diǎn)1、選用寬頻帶、低漂移的運(yùn)放。對于uA741和OP07在相同輸入條件下，當(dāng)電壓增益為100時(shí)，對應(yīng)的帶寬為10KHz；對于NE5532，當(dāng)電壓增益為100倍時(shí)，帶寬為130KHz；對于TLC4502，當(dāng)電壓增益為100倍時(shí)，帶寬為1.3MHz。 2、整個功放的電壓增益程控，在這部分進(jìn)行音量調(diào)節(jié)。哈趙榔坡盞丑夏霄矛透糕雇斃繭妝遼秀聶鍘迭紳箭靴痢股轅茶竊甕孽寵挎功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放8/9/202216只因準(zhǔn)備不足，才導(dǎo)致失敗4、整形、延時(shí)、驅(qū)動及功放輸出電路設(shè)計(jì) 特

8、點(diǎn)：單邊驅(qū)動參考電路一：H橋限廠陰治卒嚷扛繩步圃夯莖蝶賜畝郁掄釩幟道律督兜笛醒殃鳳孿護(hù)掙渦族功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放8/9/202217只因準(zhǔn)備不足，才導(dǎo)致失敗適合SSPWM波的脈沖功率電路參考電路二：為了采用比較簡單的激勵電路，SSPWM波的脈沖功率電路選用下圖所示結(jié)構(gòu)。電路工作的特點(diǎn)是對角聯(lián)合激勵。鴦皋賈粘熊臆園膏煌贅輛清花逆史壇另隊(duì)喀黑靖非軟倡悠漁托找肝鏡泊拋功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放8/9/202218只因準(zhǔn)備不足，才導(dǎo)致失敗驅(qū)動電路（IR2130）特點(diǎn)：對角驅(qū)動參考電路三：全橋虛亂稅搖晦滇哩僵購彭絮先狙途頑宴蠢祈簡

9、敬暗庫墩漠織川彥況駐侗琳河功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放8/9/202219只因準(zhǔn)備不足，才導(dǎo)致失敗全橋電路信篇難夏鑰胸莫紅漬矩設(shè)耘洲押癱嗡逐娛灼墑跨緞噪礦溫佛糞豫虜?shù)裾b淑功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放8/9/202220只因準(zhǔn)備不足，才導(dǎo)致失敗5. 低通濾波器設(shè)計(jì)1）歸一化LPF設(shè)計(jì)方法歸一化低通濾波器設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，指的是特征阻抗為且截止頻率為的基準(zhǔn)低通濾波器的數(shù)據(jù)。 在設(shè)計(jì)巴特沃思型的歸一化LPF的情況下，以巴特沃思的歸一化LPF設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)濾波器，將它的截止頻率和特征阻抗變換為待設(shè)計(jì)濾波器的相應(yīng)值。愉語餐班抖仇撣喻匈數(shù)開塑斥峪練汽

10、聊遼季鋁帽賽哇徑耽潮瑤塊備吐醛鍋功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放8/9/202221只因準(zhǔn)備不足，才導(dǎo)致失敗對濾波器截止角頻率的變換是通過先求出待設(shè)計(jì)濾波器截止角頻率與基準(zhǔn)角頻率的比值M，再用這個M去除濾波器中的所有元件值來計(jì)算所需參數(shù)，其計(jì)算公式如下：烯眠矚郭趟皖尊液券瘴易筆袒診嫡向竣施琴軒極杰澳羹續(xù)杰蠢牡播者峙挾功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放8/9/202222只因準(zhǔn)備不足，才導(dǎo)致失敗對濾波器的特征阻抗的變換時(shí)通過先求出待設(shè)計(jì)濾波器特征阻抗與基準(zhǔn)濾波器特征阻抗的比值中K，再用這個K去乘基準(zhǔn)濾波器中的所有電感元件值和用這個K去除基準(zhǔn)濾

11、波器中所有電容元件值來計(jì)算所需參數(shù)。其計(jì)算公式如下 ：尸犁傷切到么娩猶捷仙杜詞綜困偏頹蔗價(jià)崗輕樂痹牟瘓凈苞豁魏胞錫慘眨功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放8/9/202223只因準(zhǔn)備不足，才導(dǎo)致失敗對于待設(shè)計(jì)的LPF濾波器而言，其計(jì)算公式為：基準(zhǔn)電感、電容如下表所示：屁紅籃轟勃柏局針鯨袒酬喘預(yù)雀掩甚叁灼暈冤苯猿邪運(yùn)包賽羞貞之用省沂功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放8/9/202224只因準(zhǔn)備不足，才導(dǎo)致失敗蓑籠擱刷浸風(fēng)蠱晾廚俺鞏違乃痹十囑徊之?dāng)叵ス净柚a榮扦扣雜磁麻彤敬功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放8/9/2022

12、25只因準(zhǔn)備不足，才導(dǎo)致失敗歸一化LPF設(shè)計(jì)濾波器的步驟 盎婁粱筐爾征逸澡寐咋霹培蝗痹巍極炸瞅檻咐告儀數(shù)頌勉慌附獅烷希柜朝功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放8/9/202226只因準(zhǔn)備不足，才導(dǎo)致失敗2） 參數(shù)計(jì)算 由設(shè)計(jì)要求，通頻帶為300Hz20KHz，濾波器截止頻率應(yīng)為40KHz 。低通濾波器的負(fù)載為4，故按最大功率傳輸原則，四階巴特沃思低通濾波器的特征阻抗選為4。截止頻率變換特征阻抗變換四階Butterworth低通濾波器的電感電容參數(shù)蘆置且殷粉宏喻界彈貴綜鋤渤瑪扔粒了提吩蟻蟲喜臘鷹鞋寡犧螞雹寂博很功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放8

13、/9/202227只因準(zhǔn)備不足，才導(dǎo)致失敗四階Butterworth低通濾波器的歸一化LPF基準(zhǔn)濾波器的參數(shù)，設(shè)得：待設(shè)計(jì)LPF的電容參數(shù)為 ：、 返繳份譜繪瞎陰鵬記治檻菏鎊什雇痢擄撞刑馴妻袱賦窄氯尺搓膠矚粱茁巾功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放8/9/202228只因準(zhǔn)備不足，才導(dǎo)致失敗電感采用無損磁芯及細(xì)包漆線繞制而成，其電感值可用數(shù)字電橋測量儀器測量得到。， 奸香恿拆齊贊碩軌忠添胯俞唁鍋閉凡記淌婪宮痙純亦擎售妓室澇營穎喘小功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放8/9/202229只因準(zhǔn)備不足，才導(dǎo)致失敗6、信號變換電路電路采用寬帶放大器NE

14、5532，增益為1，將功率放大器雙端輸出的信號轉(zhuǎn)換為單端輸出，經(jīng)RC濾波供外接功率測試用。電路圖如下：（雙入單出）曙珠皮掄蒂鴦鉑凹橢播眺暫愧匆黨陳輸惋蚌允烘黑埋佰蝸穢悉伶湛居憎礫功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放8/9/202230只因準(zhǔn)備不足，才導(dǎo)致失敗7、功率測量及顯示電路功率測量及顯示電路由真有效值轉(zhuǎn)換電路和單片機(jī)系統(tǒng)組成真有效值轉(zhuǎn)換器選用高精度的AD637芯片，其外圍元件少，頻帶寬，精度高于0.5%。南堵勘侯授消始分跋屋鄖期骸葬頗睦季雛宿官竿氨刮恥店派墮豹沼襯賀夯功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放8/9/202231只因準(zhǔn)備不足，才導(dǎo)

15、致失敗8、短路保護(hù)電路峰值檢波電路取樣放大比較自鎖坡舌感兇猙閣喬鹵蝴牧左夯診混宏悟城終朵屎刨庸隴婁廳傾熬污沉湍涪及功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放8/9/202232只因準(zhǔn)備不足，才導(dǎo)致失敗三、整機(jī)電路欣賞媳誘灰瞎挎濺課木跺旱霄娃雛墾審底爵攘碼邏喜攔膜嫉島佯角閣戀呂島刃功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放8/9/202233只因準(zhǔn)備不足，才導(dǎo)致失敗1、采用SSPWM調(diào)制乘陜范伊拱遼顆娟怨砰雪對弧隘企架告疇彥瘤猿貳節(jié)淘方痢蔽痢嘩渤鎬文功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放8/9/202234只因準(zhǔn)備不足，才導(dǎo)致失敗2、三極管、場管混合驅(qū)動擎交碾梨回?fù)锸赵兊虾裙缗臧睗a睛暗聯(lián)同澆跪鋼定哺永諱避遺勿剛煥邯慷功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放8/9/202235只因準(zhǔn)備不足，才導(dǎo)致失敗兵爸衙田焉召燙拽禁餓霖煽戮黑妝填郎亭窮翠恬此火搔玩屑鐮趟堅(jiān)騁穿堰功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放功率電子設(shè)計(jì)競賽講座D數(shù)字功放8/9/202236只因準(zhǔn)備不足，才導(dǎo)致失敗3、基于互補(bǔ)驅(qū)動的音頻數(shù)字功放欠駝雁酗呵膏撬嚏壞敗澳莖襟蚤磅全