125W D類超低音功率放大器電路設計

用LM4651和LM4652設計的125WD類超低音功率放大器電路如圖所示。該放大器在總諧波失真THD=1％下的輸出功率為125W，負載阻抗RL=4Ω，輸入信號Vin(rms）最高電平為3V，輸入信號帶寬為10～150Hz，環(huán)境溫度為50℃，電源電壓為±20V。
　　采用28腳DIP封裝的LM4651是PWM控制/驅(qū)動器IC，內(nèi)置振蕩器、PWM比較器、誤差放大器、反饋放大器、電平移位與高端驅(qū)動器、低端驅(qū)動器及欠壓、過熱、短路和過調(diào)制保護電路。LM4652是采用15腳（其中6、8、9、{11}、{12}腳未連接）TO－220封裝的半橋功率MOSFETIC，4只MOSFET的擊穿電壓V（BR）DSS=50V，漏極電流ID=10A，開通態(tài)電阻RDS（ON）=200mΩ（典型值），開啟電壓VGS（th）=0.85V（典型值）。
　　LM4651中振蕩器頻率fosc=1×109/(4000＋Rosc），其中Rosc=R6=3.9kΩ，于是fosc=125kHz。輸入音頻信號經(jīng)C1、R1和10腳輸入到增益為75V/V（即175dB）的誤差放大器。IC27腳和{15}腳上的半橋開關(guān)輸出通過RC濾波器濾波后反饋至IC1的{14}腳、{19}腳經(jīng)內(nèi)部反饋測量放大器后再從9腳輸出10腳，為誤差放大器提供一個單端反饋信號。音頻輸入信號與振蕩器產(chǎn)生的三角波進行比較，在PWM比較器輸出端產(chǎn)生一個占空因數(shù)與輸入音頻信號電平成正比的方波脈沖，以驅(qū)動IC2中的功率MOSFET。IC27腳和{15}腳的開關(guān)輸出，經(jīng)L1、C16和L2、C17低通濾波，推動揚聲器工作。
　　IC1{18}腳上的電阻R4用作短路電流限制。當R4=100kΩ時，短路電流電平不低于10A；{17}腳上的電阻R5用作設定死區(qū)時間；{24}腳上的電容C9用作設定啟動延遲時間（1秒），{13}腳（STOBY）置于邏輯“1”或5V時，履行待機功能，停止脈寬調(diào)制，關(guān)斷LM4652中的功率開關(guān)，僅消耗非常低的電流。只要IC2的結(jié)溫達到150℃，其4腳的輸出反饋至IC1的{12}腳，就可履行熱關(guān)閉功能。