[發明專利]準互補電壓開關型D類功放同時導通的保護方法及電路

有效

• 申請號: 201110361309.X
• 申請日: 2011-11-15
• 公開（公告）號: CN103107781A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 秦威;李勇滔;李英杰;趙章琰;夏洋
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H03F1/52
• 分類號: H03F1/52
• 代理公司: 北京市德權律師事務所 11302
• 代理人: 劉麗君

技術領域

本發明涉及功率放大電路保護技術領域，特別涉及一種準互補電壓開關型D類功放同時導通的保護方法及電路。

背景技術

由于在對準互補電壓開關型D類功率放大器電路進行定量的理論分析時總是以兩個場效應管的開關時間為零作為前提條件的，而實際的準互補電壓型D類功率放大器電路中的場效應管開關時間是不可能瞬時的，其必然需要一定的時間來完成。由于兩個場效應管開關需要一定的時間，這就存在某一時刻兩個場效應管同時導通的可能，而且這種可能性的存在會隨著兩場效應管開關頻率的增加而增加。

兩個場效應管同時導通對場效應管與直流饋電電源的損壞是致命的，而且兩管同時導通的概率隨著工作頻率的提高而增大這就極大的限制了準互補電壓型D類功率放大器在高頻(＞1MHz)高功率方面的應用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種準互補電壓開關型D類功放同時導通的保護方法及電路，能有效的抑制兩場效應管同時導通時所帶來的瞬間大電流給場效應管與直流電源所帶來的損害。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種準互補電壓開關型D類功放同時導通的保護方法，在所述準互補電壓開關型D類功放的場效應管的直流供電端串接一扼流線圈。

進一步地，所述的D類功放在2MHz的頻率下工作。

進一步地，所述扼流線圈的感抗大于等于1000歐。

進一步地，所述扼流線圈的磁芯采用鐵氧體。

進一步地，所述扼流線圈的線匝數為30匝。

本發明另提供一種準互補電壓開關型D類功放同時導通的保護電路，包括該準互補電壓開關型D功放的直流電源、一扼流線圈、第一場效應管以及第二場效應管；所述的扼流線圈的一端與所述的直流電源連接，另一端與所述第一場效應管的漏極連接；所述第一場效應管的源極與第二場效應管的漏極連接。

進一步地，所述的D類功放在2MHz的頻率下工作。

進一步地，所述扼流線圈的感抗大于等于1000歐。

進一步地，所述扼流線圈的磁芯采用鐵氧體。

進一步地，所述扼流線圈的線匝數為30匝。

本發明提供的準互補電壓開關型D類功放同時導通的保護方法及電路不僅可以有效的抑制兩場效應管同時導通時所帶來的瞬間大電流給場效應管與直流電源所帶來的損害，而且在直流電源與兩個場效應管之間串進適當的感抗可以有效的防止來自于兩個場效應管2MHz的干擾信號對直流電源的影響。本發明不需要對現有的電路進行很大改動，成本低，能有效延長準互補電壓開關型D類功率放大電路的使用壽命。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的帶扼流圈保護的準互補電壓開關型D類功率放大器拓撲結構。

圖2是圖1電路中Q1導通Q2截止的等效電路圖。

圖3是圖1電路中Q1截止Q2導通的等效電路圖。

圖4是圖1電路中Q1、Q2同時導通的等效電路圖。

圖5是圖1理想狀態下A點的電壓波形圖。

圖6是圖1理想狀態下i1電流波形圖。

圖7是圖1理想狀態下i2電流波形圖。

圖8是圖1理想狀態下輸出電流IL波形圖。

圖9是圖1理想狀態下輸出電壓波型圖。

圖10是圖1兩場效應管存在開關時間電路波形圖(圖中G為場效應管飽和導通導納)。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明做進一步說明。

本發明實施例提供的一種準互補電壓開關型D類功放同時導通的保護方法，在所述準互補電壓開關型D類功放的場效應管的直流供電端串接一扼流線圈。

本實施例中，采用的場效應管的開關時間(5ns)與場效應管的開關周期(500ns)相差不是很大時，同時考慮到場效應管的封裝所引入的輸入電容與輸出電容的影響、功率放大器的外圍負載網絡失諧以及負載Q值的影響等因素，準互補電壓型D類功率放大器中的兩個功率放大器在2MHz的開關頻率條件下極有可能在某一時刻存在同時導通的情況(這種情況發生的概率將會隨著開關頻率的升高而不斷增加)，在這種情況下由于場效應管的導通電阻很小(0.41歐)，通過兩個場效應管的電流巨大，將會導致兩個場效應管的損壞。因此，如圖1所示，本發明通過在直流電源與兩個場效應管之間串接一扼流線圈，以克服上述問題。