D类音频功率放大器的热耗散分析

D类音频功率放大器的热耗散分析
D类音频功率放大器的热耗散分析
多媒体产品设计师必须提供高质量的音频效果，包括高输出扬声器模式。这些地方更需
要系统的音频放大器。线性放大器的效率为50%，所以输出功率的稍许增加，就会导致电
流损耗大幅度的增大以及过度的热耗散，从而导致需要大体积的散热片。在汽车音响系
统中，空间和成本都是非常宝贵的，因而这些热耗散因素的花费是相当昂贵的。
然而，D类放大器在输出功率为最大值时有最大的功耗。播放音乐时，放大器达到输出功
率峰值的时间很短，因而降低了RMS输出功率。这一特征使其可以使用一个比线性放大器
小得多的散热片，因而成为用于汽车OEMs的极大优势。主单位可以在不需要昂贵的外部
放大器的情况下提供额外的输出通道。另外，有相当高的音质，封装和热发生器的成本
降至最低，并且在电源上有所节省。
D类放大器的散热片可以根据输出功率的半峰值安全地设计尺寸。但是，设计师们仍必须
确定准确的散热片的尺寸，成本和应用。放大器的PCB设计也可以用于减小散热量。采用
大规模集成电路的铜垫以及连接IC的所有最宽的PC走线可以最大限度的降低功耗。
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D类输出晶体管在一个从全“开”到全“关”的开关模式下运行，在线性区域花费很少的时间
，所以用于热损耗的功率非常少。如果晶体管的电阻很低，通过它们的压降小，会更进
一步地降低功耗。
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有两个晶体管“开”的典型的D类放大器的直流等效电路只是一连串的串联电阻：RON，每
个晶体管的输出传导损耗；RP，金属互连线，引线结构和PC板走线的附加电阻；PL，负
载电阻(图1)。另一个产生功耗的是输出电阻中的开关延迟(图2)。整个系统的效率使可
以估算