工程師參考手冊(cè)（二）：D類(lèi)功放設(shè)計(jì)須知

　　圖4. 當(dāng)D類(lèi)放大器工作在較高環(huán)境溫度下，可能需要如圖示的SMT散熱片（圖片來(lái)自Wakefield Engineering）。

　　熱計(jì)算

　　D類(lèi)放大器的管芯溫度可以通過(guò)一些基本計(jì)算進(jìn)行估計(jì)。本例中根據(jù)下列條件計(jì)算其溫度：

　　TAM = +40°C

　　POUT = 16W

　　效率（η） = 87%

　　ΘJA = 21°C/W

　　首先，計(jì)算D類(lèi)放大器的功耗：

　　然后，通過(guò)功耗計(jì)算管芯溫度TC，公式如下：

　　根據(jù)這些數(shù)據(jù)，可以推斷出該器件工作時(shí)具有較為理想的性能。因?yàn)橄到y(tǒng)很少能正好工作在+25°C的理想環(huán)境溫度下，因此應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際使用環(huán)境溫度進(jìn)行合理的估算。

　　負(fù)載阻抗

　　D類(lèi)放大器MOSFET輸出級(jí)的導(dǎo)通電阻會(huì)影響它的效率和峰值電流能力。降低負(fù)載的峰值電流可減少M(fèi)OSFET的I2R損耗，進(jìn)而提高效率。要降低峰值電流，應(yīng)在保證輸出功率，以及D類(lèi)放大器的電壓擺幅以及電源電壓的限制的條件下，選擇最大阻抗的揚(yáng)聲器，如圖5所示。本例中，假設(shè)D類(lèi)放大器的輸出電流為2A，電源電壓范圍為5V至24V。電源電壓大于等于8V時(shí)，4Ω的負(fù)載電流將達(dá)到2A，相應(yīng)的最大連續(xù)輸出功率為8W。如果8W的輸出功率能滿足要求，則可以考慮使用一個(gè)12Ω揚(yáng)聲器和15V供電電壓，此時(shí)的峰值電流限制在1.25A，對(duì)應(yīng)的最大連續(xù)輸出功率為9.4W。此外，12Ω負(fù)載的工作效率要比4Ω負(fù)載的高出10%到15%，降低了功耗。實(shí)際效率的提高根據(jù)不同D類(lèi)放大器而異。雖然大多數(shù)揚(yáng)聲器的阻抗都采用4Ω或8Ω，但也可采用其他阻抗的揚(yáng)聲器實(shí)現(xiàn)更高效的散熱。

　　圖5. 選擇最佳的阻抗和電源電壓使輸出功率最大。

　　另外還需要注意音頻帶寬內(nèi)負(fù)載阻抗的變化。揚(yáng)聲器是一個(gè)復(fù)雜的機(jī)電系統(tǒng)，具有多種諧振元件。換言之，8Ω的揚(yáng)聲器只在很窄的