125W D類超低音功率放大器電路設計

用LM4651和LM4652設計的125W?D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/驅動器IC，內置振蕩器、PWM比較器、誤差放大器、反饋放大器、電平移位與高端驅動器、低端驅動器及欠壓、過熱、短路和過調制保護電路。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MOSFET?IC，4只MOSFET的擊穿電壓V（BR）DSS=50V，漏極電流ID=10A，開通態電阻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C1、R1和10腳輸入到增益為7?5V/V（即17?5dB）的誤差放大器。IC27腳和{15}腳上的半橋開關輸出通過RC濾波器濾波后反饋至IC1的{14}腳、{19}腳經內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生的三角波進行比較，在PWM比較器輸出端產生一個占空因數與輸入音頻信號電平成正比的方波脈沖，以驅動IC2中的功率MOSFET。IC27腳和{15}腳的開關輸出，經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，停止脈寬調制，關斷LM4652中的功率開關，僅消耗非常低的電流。只要IC2的結溫達到150℃，其4腳的輸出反饋至IC1的{12}腳，就可履行熱關閉功能。