[实用新型]免除死区时间的数字音频功率放大器电路结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及电路结构技术领域，特别涉及音频功放技术领域，具体是指一种免除死区时间的数字音频功率放大器电路结构。

背景技术

D类功放，即数字音频功率放大器，是一种目前市场上常见的功放，所有D类功放的桥式电路的拓扑结构都要求有一定的死区时间来产生一个导通延迟，导通延迟是有意加到桥式电路上以防止上下驱动管同时导通导致击穿。设置死区时间是为了避免直通电流导致电路的损毁。而直通电流产生的原因是上下场效应管在切换阶段同时导通引起的。理想情况下，上管关闭下管打开，上管打开下管关闭，不希望其间存在同时打开的情况。实际情况存在一定时间的同时打开，即引发了直通电流，或称冲击通过电流。

现有技术“一种死区时间调制电路及音频功率放大器”(实用新型专利：CN200820094360.2)提供的死区时间调制电路采用数字延迟模块，配以优化地逻辑电路来实现死区时间的设置，精确地控制死区时间，减少失真，解决了采用RC电路设置死区时间导致死区时间不精确的问题。

现有技术“转换器电路及控制方法”(实用新型专利：CN03822177.2)提出的驱动开关元件以求在从第二开关元件向第一开关元件进行切换时控制定时，利用开关元件上的电压作为测量的输入值，如果发生冲击通过电流时就更迟地接通第一开关元件，如果产生续流二极管的导通就更早的接通第一开关元件。

上述列举的两种现有技术，第一种现有技术的方法是通过精确设置死区时间减小死区时间不稳定带来的失真，第二种现有技术的方法是尽量减少死区时间直到发生冲击通过电流(或称直通电流)的情况再增加死区时间，达到死区时间的优化与平衡。其控制死区时间长短的方法都是通过定时，需要定时控制电路逻辑，并且第二种现有技术还需要检测冲击通过电流、续流二极管的导通。现有技术的主要的设计思路在于如何调节与优化死区时间，减小死区时间带来的负面效果，但没有设法直接的或从根本上免除对死区时间的依赖，从而彻底的提高电路性能与可靠性；另外，在调节与优化死区时间的过程中，始终需要平衡开关损耗、直通风险与失真性能等几个方面，它们是相互制约、此消彼长的关系。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种在上管开启阶段提高下管的开启阈值电压，避免下管的非理想导通；反之在下管开启阶段提高上管的开启阈值电压，同样避免上管的非理想导通，从而消除上下管同时导通，以消除死区时间，进一步降低直通导致电路损坏的风险，减小开关功率损耗，减小死区时间造成的信号失真，从根本上消除设置的死区时间带来的负面影响，且结构简单，成本低廉，应用范围广泛的免除死区时间的数字音频功率放大器电路结构。

为了实现上述的目的，本实用新型的免除死区时间的数字音频功率放大器电路结构具有如下构成：

该免除死区时间的数字音频功率放大器电路结构包括脉宽调制器和驱动级电路，所述的脉宽调制器的输入端连接音频信号和载波信号，所述的脉宽调制器的脉宽调制信号输出端连接所述的驱动级电路，所述的驱动级电路的输出端连接喇叭。其中，所述的驱动级电路为阈值自适应驱动级，所述的阈值自适应驱动级包括两个场效应晶体管，所述的两个场效应晶体管的漏极为阈值自适应驱动级输出端，所述的阈值自适应驱动级输出端连通所述的喇叭，所述的阈值自适应驱动级控制所述的两个场效应晶体管的导通阈值，并择一导通所述的两个场效应晶体管。

该免除死区时间的数字音频功率放大器电路结构中，所述的阈值自适应驱动级包括P型场效应晶体管、N型场效应晶体管以及阈值自适应控制器，所述的P型场效应晶体管的栅极和N型场效应晶体管的栅极均连接所述的脉宽调制信号，所述的P型场效应晶体管的漏极和N型场效应晶体管的漏极均连接所述的喇叭，所述的脉宽调制信号还通过所述的阈值自适应控制器连接所述的P型场效应晶体管的衬底以及N型场效应晶体管衬底，用以调节所述的P型场效应晶体管和N型场效应晶体管的导通电压，择一导通所述的P型场效应晶体管或N型场效应晶体管的导通电压。

该免除死区时间的数字音频功率放大器电路结构中，所述的阈值自适应控制器为二极管组件。

该免除死区时间的数字音频功率放大器电路结构中，所述的阈值自适应控制器为一个二极管，所述的脉宽调制信号通过一正向二极管连通所述的P型场效应晶体管的衬底，并通过一反向二极管连通所述的N型场效应晶体管的衬底。