减小D类音频放大器中的电力供应轨泵送的系统和方法技术方案

一种放大器系统可包括：至少一个交流(AC)输入源；第一DC

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】减小D类音频放大器中的电力供应轨泵送的系统和方法


[0001]本文中公开使用双重调节dc
‑
dc转换器减小D类音频放大器中的电力供应轨泵送的系统和方法。

技术介绍

[0002]D类放大器用作开关接通或关断的开关放大器，这与具有较长时间周期(在所述较长时间周期期间开关在输出装置具有较高功耗的线性区中操作)的A类、A/B类或B类放大器设计形成对照。由于D类放大器使输出装置在关断状态与接通状态之间切换，因此所述D类放大器比其他放大器设计耗费的电力更少。
[0003]具有单端输出负载和分离电压轨的D类放大器在以低频率和高功率操作期间(尤其是当驱动低阻抗负载时)面临着被称为电力供应“轨泵送”(或“总线泵送”)的现象。此现象导致D类电力供应电压轨的量值增大。较高的电力供应电压轨导致D类放大器半导体上存在另外的损耗和电应力。因此使用具有较高电压额定值的电容器和半导体，这会增加系统的成本。另外，半导体电压额定值越高，其开关速度越慢，这会导致另外的损耗。在音频频率较低、功率操作较高和音频通道数目增大的情况下，总损耗增大。

技术实现思路

[0004]一种放大器系统可包括：至少一个交流(AC)输入源；第一DC
‑
DC转换器，所述第一DC
‑
DC转换器被配置成将AC电压转换成第一轨电压；第二DC
‑
DC转换器，所述第二DC
‑
DC转换器被配置成将所述AC电压转换成第二轨电压；以及D类放大器，所述D类放大器被配置成在第一正轨上从所述第一DC
‑
DC转换器接收所述第一轨电压并且在第二负轨上从所述第二DC
‑
DC转换器接收所述第二轨电压以减小第一电压轨和第二电压轨的轨泵送。
[0005]一种D类音频放大系统可包括：至少一个AC输入源；第一DC
‑
DC转换器，所述第一DC
‑
DC转换器被配置成转换AC电压以调节正电压轨；第二DC
‑
DC转换器，所述第二DC
‑
DC转换器被配置成转换所述AC电压以调节负电压轨；D类放大器，所述D类放大器被配置成从所述第一DC
‑
DC转换器接收所述正电压轨并且从所述第二DC
‑
DC转换器接收所述负电压轨以减小所述D类放大器的轨泵送。
附图说明
[0006]参考以下图式和描述，可更好地理解所述系统。图中的组件不一定成比例，而是着重图解说明本专利技术的原理。此外，在图中，相似的参考编号贯穿不同的视图指示对应的部分。
[0007]图1图解说明D类放大器系统的实例性系统图；
[0008]图2图解说明图1的D类放大器系统的一部分的实例性实体图；
[0009]图3图解说明另一个D类放大器系统的实例性系统图；
[0010]图4图解说明图3的D类放大器系统的一部分的实例性实体图；
[0011]图5图解说明实例性曲线图，所述实例性曲线图图解说明图1的D类放大器系统的电压；并且
[0012]图6图解说明实例性曲线图，所述实例性曲线图图解说明图3的D类放大器系统的电压。
具体实施方式
[0013]根据需要，本文中公开本专利技术的详细实施方案；然而应理解，所公开的实施方案仅例示本专利技术，本专利技术可体现为各种替代形式。各图不一定成比例；一些特征可能被放大或最小化以示出特定组件的细节。因此，本文中所公开的特定结构和功能细节不应被解释为限制性的，而是仅作为教导本领域技术人员以各种方式采用本专利技术的代表性基础。
[0014]D类放大器用作开关接通或关断的开关放大器，这与具有较长时间周期(在所述较长时间周期期间开关在输出装置具有较高功耗的线性区中操作)的A类、A/B类或B类放大器设计形成对照。具体来说，D类放大器可将不断改变的电压以矩形脉冲的形式递送到固定负载。呈半桥配置或全桥配置的D类放大器中使用成对的晶体管，并且防止每一对同时导电以防止电力供应电压轨发生任何短路。由于晶体管在接通与关断之间切换，因此晶体管耗费的电力非常少，从而使得D类放大器的效率更高。
[0015]在D类放大器具有单端输出和分离电力供应电压轨(即正电压轨和负电压轨)的情况下，源电流在音频信号的正半循环期间来自正电压轨并且灌电流在所述音频信号的负半循环期间去向负电压轨。在所述操作期间，可出现被称为电力供应“轨泵送”或“总线泵送”的现象。此种轨泵送问题在以低频率、高输出功率(电流)条件操作期间(尤其在驱动低阻抗负载时)尤其普遍。这些条件可导致放大器电力供应电压轨的电压量值增大。即，电压轨可超出其正常值被“泵送”。较高的电力供应电压轨导致D类放大器半导体上存在另外的损耗和电应力。因此需要具有较高电压额定值的电容器和半导体，这会增加系统的成本。另外，半导体电压额定值越高，其开关速度越慢，这导致另外的损耗并且可能会导致装置过热。在音频频率较低、功率操作较高和音频通道数目增大的情况下，总损耗增大。
[0016]通常，为了消除轨泵送对D类放大器上的影响，将另外的电容器增加到电力供应电压轨。另一个方法涉及使用双向电力供应，所述双向电力供应达成从其输出端到其输入端的反向电流流动，因此将轨泵送最小化。此外，可使用具有较高电压额定值的半导体来适应增大的电力供应电压轨。然而，这些额定值较高的组件可导致开关速度降低，进而导致损耗增加。此外，将另外的电容器增加到电力供应电压轨可增大成本并且占据印刷电路板(PCB)的基板面。这些增加的电容器可需要特别注意以解决在短路期间的潜在安全问题。
[0017]轨泵送的其他解决方案可包括桥接输出信号。输出信号相对于彼此异相，并且因此一个通道中的电力供应泵送会抵消其他通道中的泵送。在多通道放大器中，两个通道可彼此异相地操作。因此，一个通道中发生的任何轨泵送可抵消其他通道中的泵送。然而，就所述解决方案来说，第二通道终端处的音频连接将需要相对于第一通道而具有相反的极性，以推动反相信号恢复成第一通道的相位。因此，针对轨泵送和降低的放大器效率的更常见的有成本效益的方式对于D类放大器来说仍是一个问题。此外，在音频频率较低、功率操作较高和音频通道数目增大的情况下，总损耗增大。
[0018]本文中公开一种具有两个单独调节的直流(DC)
‑
DC转换器来生成放大器电压轨的
双重调节系统。转换器中的一者调节正供应电压轨(+VCC)，而另一者调节负供应电压轨(
‑
VCC)。通过调节电压轨中的每一者，明显地减轻轨泵送效应，正如次级侧上需要另外的电容器一样。使用两个较小的经过调节的DC
‑
DC电力供应器而非单个较大的未经调节的电力供应器允许在不在尺寸和成本上做出让步的情况下简化布局并且促进更好的热设计。
[0019]图1图解说明D类放大器系统100的实例性系统图。系统100可包括从AC源105接收电力的交流(AC)
‑
直流(DC)电力供应器。电磁干扰(EMI)滤波器110可从AC源本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种放大器系统，所述放大器系统包括：至少一个交流(AC)输入源；第一DC
‑
DC转换器，所述第一DC
‑
DC转换器被配置成将AC电压转换成第一轨电压；第二DC
‑
DC转换器，所述第二DC
‑
DC转换器被配置成将所述AC电压转换成第二轨电压；以及D类放大器，所述D类放大器被配置成在第一正轨上从所述第一DC
‑
DC转换器接收所述第一轨电压并且在第二负轨上从所述第二DC
‑
DC转换器接收所述第二轨电压以减小第一电压轨和第二电压轨的轨泵送。2.如权利要求1所述的系统，所述系统还包括至少一个扬声器，所述至少一个扬声器被配置成从所述D类放大器接收放大信号。3.如权利要求1所述的系统，所述系统还包括功率因数校正电路，所述功率因数校正电路被配置成在进行DC/DC功率转换以及对所述第一DC
‑
DC转换器和所述第二DC
‑
DC转换器施加DC电力之前,对AC输入施加功率因数校正。4.如权利要求1所述的系统，其中所述第一DC
‑
DC转换器或所述第二DC
‑
DC转换器中的至少一者是半桥LLC转换器。5.如权利要求1所述的系统，其中所述第一DC
‑
DC转换器或所述第二DC
‑
DC转换器中的至少一者是全桥LLC转换器。6.如权利要求1所述的系统，其中所述第一DC
‑
DC转换器或所述第二DC
‑
DC转换器中的至少一者是双有源桥转换器。7.如权利要求1所述的系统，其中所述DC
‑
DC转换器包括反馈电路，所述反馈电路具有至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：哈曼专业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：