[实用新型]三电平D类音频功率放大器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种功率放大器，特别是涉及一种三电平D类音频功率放大器。

背景技术

D类音频功率放大器是一种将输入模拟音频信号或PCM数字信息变换成PWM(脉冲宽度调制)或PDM(脉冲密度调制)的脉冲信号，然后用PWM或PDM的脉冲信号去控制大功率开关器件通/断音频功率放大器，所以也称为开关放大器。相对于A类或B类音频功率放大器D类音频功率放大器具有高效率、低功耗的明显优势，已经被广泛的应用在手机，MP3，平板电脑等长时间依靠电池提供电力能源的便携式设备中。

在现有技术中，所述D类音频功率放大器通常采用H型桥式输出的结构。请参阅图1及图2，图1显示为现有技术中采用H型桥式输出的结构的D类功放的电路原理示意图，图2显示为图1中D类功放的功率级电路示意图，如图所示，所述D类音频功率放大器1由用于提供低电压电源的电池10、用于放大音频信号的预放大器11、将音频信号调制为数字信号的调制器12、用于控制时序及驱动的驱动级电路13、用于输出驱动信号的功率级电路14以及扬声器负载15组成，由图2可知，所述功率级电路14的输出端所输出的信号非“0”即“1”，也就是说，在便携式设备中D类放大器一般由电池供电，无论基于何种调试方式输出信号用高平即电源电压表示“1”，用低电平表示“0”。

然而，随着近些年电子设备对音量的要求，所述D类音频功率放大器需要达到更高的输出功率，而最直接的方法是通过提高电源电压来实现这一目的，为满足上述目的通常的做法是就增设一个升压电路来从产生更高的电源电压。但是，由于D类音频功率放大器在没有信号输入即输出功率为零的状态下，输出信号也在某个开关频率下进行“0”和“1”的翻转。如此一来，开关损耗和导通损耗会随着电源电压的升高而升高，从而使恶化静态电流，并且降低了轻负载时的系统效率。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种三电平D类音频功率放大器，用以提高轻负载时的系统效率。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种三电平D类音频功率放大器，包括有音频信号输入端、接地端及一扬声器负载，其特征在于，还包括：预放大器，连接于所述音频信号输入端，用于将接收到的模拟音频信号放大后输出；调制器，连接于所述预放大器的输出端，用于将放大后的模拟音频信号调制为数字信号并输出；驱动级电路，连接于所述调制器的输出端，用于对接收到所述数字信号进行时序控制，并输出驱动信号；功率级电路，连接于所述驱动级电路的输出端，用于对接收到所述驱动信号进行放大以驱动所述扬声器负载；三电平调制电路，连接于所述功率级电路的输出端及扬声器负载，用以产生低电平、高电平以及地电平三种电平输出的数字信号，包括一低电位电源，一高电位电源，连接于所述功率级电路的输出端与所述低电位电源之间的低电平开关元件，连接于所述功率级电路的输出端与所述高电位电源之间的高电平开关元件，以及连接于所述功率级电路的输出端与所述接地端之间的地电平开关元件。

在本实用新型的三电平D类音频功率放大器中，所述功率级电路具有正输出端及负输出端。

于一具体实施方式中，所述低电平开关元件为两个，一个连接于所述功率级电路的正输出端与所述低电位电源之间，另一个连接于所述功率级电路的负输出端与所述低电位电源之间。优选地，所述低电平开关元件为晶体管开关。

于一具体实施方式中，所述高电平开关元件为两个，一个连接于所述功率级电路的正输出端与所述高电位电源之间，另一个连接于所述功率级电路的负输出端与所述高电位电源之间。优选地，所述高电平开关元件为晶体管开关。

于一具体实施方式中，所述地电平开关元件为两个，一个连接于所述功率级电路的正输出端与所述接地端之间，另一个连接于所述功率级电路的负输出端与所述接地端之间。优选地，所述地电平开关元件为晶体管开关。

如上所述，本实用新型的三电平D类音频功率放大器可以输出低电平、高电平以及地电平三种状态的电平，相较于现有技术中只能输出两种状态的电平的采用H型桥式输出的结构的D类音频功率放大器而言，本实用新型的三电平D类音频功率放大器更有利于提高轻负载时的系统效率。

附图说明

图1显示为现有技术中采用H型桥式输出的结构的D类功放的电路原理示意图。

图2显示为图1中D类功放的功率级电路示意图。

图3显示为本实用新型的三电平D类音频功率放大器的电路原理示意图。

图4显示为本实用新型的三电平D类音频功率放大器中的三电平调制电路原理示意图。