什么是D類功放？

在過去的幾十年里，音頻內容已經取得了非常大的進步，從經典的電子管放大器到現代媒體播放器，技術進步了改變了數字媒體的消費方式。揚聲器技術取得了非常大的進步，但放大器方法的改進發揮了重要作用，尤其是 D 類放大器。

這篇文章主要分享：D 類放大器，D 類放大器的優缺點，D 類放大器原理、D 類放大器電路圖、D 類放大器設計、D 類放大器測試。

一、D 類放大器框圖

什么是 D 類音頻放大器?最簡單的一個說法 D 類音頻放大器是一個開關放大器。為了了解 D 類音頻放大器的工作原理，我們需要了解 D 類音頻放大器的功能以及開關信號是如何產生的。下面給出了框圖幫助大家理解。

D 類音頻放大器工作原理圖

二、 D 類放大器怎么樣?

D 類放大器效率高。與 A 類、B 類和 AB 類放大器相比，D 類音頻放大器的效率可高達 90-95%，AB 類放大器的最大效率為 60-65%，因為它們工作在有源區并表現出低功率損耗，如果將集電極 - 發射極電壓乘以電流，你就會發現這一點。

三、D 類放大器原理

現在，回到 D 類音頻放大器的功能簡化框圖。

D 類放大器原理 你在同相端看到的，有音頻輸入;在反相端，有高頻三角信號。此時，當輸入音頻信號的電壓大于三角波的電壓時，比較器的輸出變為高電平，當信號為低電平時，輸出為低電平。有了這個設置，我們只是用高頻載波信號調制輸入音頻信號，然后連接到 MOSFET 柵極驅動 IC，顧名思義，驅動器用于驅動兩個 MOSFET 的柵極側和低側一次。在輸出端，得到一個強大的高頻方波，我們通過一個低通濾波器來獲得我們最終的音頻信號。

D 類放大器工作原理圖

四、D 類放大器設計所需組件

了解了 D 類放大器的基礎知識后，我們可以來 DIY D 類放大器。這是一個比較簡單的測試項目，組件也比較通用，你直接在網上就可以買到大部分組件，下面給出了帶圖片的組件列表。

構建 D 類功率放大器的零件清單 構建 D 類功率放大器的零件清單：

構建 D 類功率放大器的零件清單圖

五、D類音頻放大器電路圖

D 類放大器電路電路圖如下所示：

D 類放大器電路電路圖

六、D 類放大器的使用方法

這里主要是講一下 D 類音頻放大器的主要每個功能模塊，并且解釋每個模塊的工作原理。

1、輸入電壓調節器

輸入電壓調節器首先使用 5V 穩壓器 LM7805 和 12 伏穩壓器 LM7812 調節輸入電壓。這里非常重要，因為我們要用 13.5V 直流適配器為電路供電，而為 NE555 和 IR2110 IC 供電，需要 5V 和 12V 電源。

2、帶有 555 非穩態多諧振蕩器的三角波發生器：

帶有 555 非穩態多諧振蕩器的三角波發生器 從下圖可以看出，我們使用了一個帶有 2.2K 電阻的 555 定時器來產生一個 260KHz 的三角信號。

3、調制電路：

調制電路 從上圖中可以看出，我們使用了一個簡單的 LM358 運算放大器來調制輸入音頻信號。說到輸入的音頻信號，我們使用了兩個 10K 輸入電阻來獲取音頻信號，并且由于我們使用的是單電源，因此我們連接了一個電位器來抵消輸入音頻中存在的零信號。當輸入音頻信號的值大于輸入三角波時，該比較器的輸出將為高電平，在輸出端，我們將獲得調制方波，然后將其饋送到 MOSFET 柵極驅動器 IC。

4、IR2110 MOSFET 柵極驅動器 IC：

IR2110 MOSFET 柵極驅動器 IC 我們使用了 MOSFET 柵極驅動器 IC 來正確驅動 MOSFET。所有必要的電路都按照IR2110 IC 數據表的建議放置。為了正常工作，該 IC 需要輸入信號的反相信號，所以我們使用BF200高頻晶體管來產生輸入信號的反相方波。

5、MOSFET 輸出級：

MOSFET 輸出級 從上圖中可以看出，我們有 MOSFET 輸出級，它也是主要的輸出驅動器，因為我們正在處理高頻和電感，所以總是涉及瞬態，所以我們使用一些 UF4007 作為反激防止 MOSFET 損壞的二極管。

6、LC 低通濾波器：

LC 低通濾波器 MOSFET驅動級的輸出是高頻方波，這種信號絕對不適合驅動揚聲器等負載。為了防止它，我們使用了一個 26uH 電感和一個 1uF 無極性電容來制作一個低通濾波器，記為 C11。這就是簡單的電路功能。

七、測試 D 類放大器電路

測試 D 類放大器電路 從上圖中可以看出，使用了一個 12V 電源適配器為電路供電，它發出的電壓比 12V 略高，準確地說是 13.5V，非常適合我們的板載 LM7812 穩壓器。負載使用的是 4 Ω、5 W 的揚聲器。對于音頻輸入，我使用的是帶有 3.5 毫米長音頻插孔的筆記本電腦。當電路通電時，不會像其他類型的放大器那樣發出明顯的嗡嗡聲，但是這個電路在較高的輸入電平下會出現削波問題，所以這個電路有很大的改進空間。當驅動中等低負載時，MOSFET 根本沒有變熱，因此對于這些測試，它不需要任何散熱器。

八、進一步增強

這個 D 類放大器電路是一個簡單的原型，有很大的改進空間，這個電路的主要問題是采樣技術，需要改進。為了減少放大器的削波，需要計算適當的電感和電容值以獲得完美的低通濾波器級。與往常一樣，可以在 PCB 上制作電路以獲得更好的性能，可以添加一個保護電路，以保護電路免受過熱或短路的影響。