[发明专利]一种复合型串联数字功放

权利要求书

1.一种复合型串联数字功放，包括前级模块和后级模块，其特征在于前级模块（1）和后级模块（6）之间串联连接；

前级模块（1），采用高压供电、高压的开关器件和控制环路，为了降低开关损耗可以工作在较低的频率，提供高压大功率的输出；

前级模块（1）提供整个电路的主要功率输出，包括依次连接的前级电压反馈单元（2）、前级电流环及PWM生成单元（3）、MOS驱动模块（4）、前级开关单元（5）和前级LC单元（12）；后级模块（6）包括浮动电源（7）、后级MOS驱动模块（8）、后级电压反馈单元（9）、后级电流环及PWM生成单元（10）、后级开关单元（11）和后级LC单元（13），浮动电源（7）与后级开关单元（11）连接，后级电压反馈单元（9）、后级电流环及PWM生成单元（10）和后级MOS驱动模块（8）依次连接，后级MOS驱动模块（8）驱动后级开关单元（11）；浮动电源（7）中点基于前级输出电压VC，前级L3输出穿透后级MOS管和后级浮动电源的电容作用于C5，VC电压反馈至前级电压反馈单元（2），电流反馈至前级电流环及PWM生成单元（3）；输出电压VOUT电压反馈至后级电压反馈单元（9），电流反馈至后级电流环及PWM生成单元（10）；前级模块（1）维持VC对输出电压VOUT的跟踪；

后级模块（6），包括浮动低压电源、低压的开关器件和控制环路，工作在很高的开关频率上，可以设计成软开关并且避免死区影响的特性。

2.根据权利要求1所述的一种复合型串联数字功放，其特征在于所述的前级电压反馈单元（2）包括运算放大器U1、电阻R3、电阻R2、电阻R1和电容C2，音频信号经过电阻R1与运算放大器U1的负输入端连接，负输入端与输出端之间设有电容C1形成积分电路，同时运算放大器U1的负输入端通过并联的电阻R2、电阻R3和电容C2连接后级模块（6）的VC端，VC端通过电容C5接地，电容C5和电容C10合并的电流采样反馈至比较器U2的负输入端；所述前级电流环及PWM生成单元（3）包括比较器U2、电阻R4和电阻R5，运算放大器U1的输出端通过电阻R4连接比较器U2的正输入端，比较器U2的正输入端通过电阻R5连接比较器U2输出端，比较器U2输出端连接MOS驱动模块（4），MOS驱动模块（4）驱动前级开关单元（5），前级开关单元（5）包括MOS管M5和MOS管M6，前级LC单元（12）包括电感L3和电容C5，MOS管M5和MOS管M6的公共端连接电感L3，电感L3的输出端与后级模块（6）的MID端连接，前级L3输出穿透后级MOS管和后级浮动电源的电容作用于C5。

3.根据权利要求1所述的一种复合型串联数字功放，其特征在于所述的前级模块（1）的输出端VC连接浮动电源（7），并分别通过并联的电容C3、电阻R7和并联的电容C4、电阻R9连接电源V2的正和负两端；电源V2的两端连接后级开关单元（11），后级电压反馈单元（9）包括运算放大器U3、电阻R6、电阻R10、电阻R11、电容C7和电容C6，运算放大器U3的负输入端通过电阻R6连接信号输入端VIN，运算放大器U3的负输入端通过电容C6连接运算放大器U3的输出端形成积分电路，负输入端通过并联的电阻R10、电阻R11和电容C7连接信号的输出端VOUT，运算放大器U3的正输入端接地；所述后级电流环及PWM生成单元（10）包括比较器U4、电阻R12和电阻R13，运算放大器U3的输出端通过电阻R12连接比较器U4的正输入端，且正输入端通过电阻R13连接输出端，电容C10的电流采样反馈至比较器U4的负输入端，比较器U4的输出端连接后级MOS驱动模块，后级MOS驱动模块（8）驱动后级开关单元（11）；后级开关单元（11）包括MOS管M7和MOS管M8,后级LC单元（13）包括电感L4和电容C10，前级模块（1）的输出端MID连接MOS管M7和MOS管M8的公共端，并通过电感L4输出，输出端为VOUT，输出端VOUT通过电容C10接地，并且电流反馈至比较器U4的负输入端，VC端作为浮动电源(7)的虚拟中点。