CN213754439U - 一种使用包络跟踪电源供电的d类功率放大器装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种使用包络跟踪电源供电的D类功率放大器装置，包括D类功率放大器模块，包络跟踪电源模块、峰值检波模块；峰值检波模块与包络跟踪电源模块相连；包络跟踪电源模块与D类功率放大器模块相连，包络跟踪电源模块包括具有反馈控制端的同步升压控制器、反馈电压调节电路和输出电压调节电路，包络跟踪电源模块与反馈电压调节电路相连，反馈电压调节电路与同步升压控制器的反馈控制端相连，反馈电压调节电路与包络跟踪电源模块相连，输出电压调节电路与同步升压控制器相连，输出电压调节电路与包络跟踪电源模块相连。本实用新型通过包络跟踪电源为D类功率放大器供电，使供电电源随输入信号幅值变化，从而减少放大器功率消耗，显著提高装置效率。
Description
技术领域
本实用新型属于电源技术领域，具体涉及一种使用包络跟踪电源供电的D类功率放大器装置。
背景技术
功率放大器是一类将小信号进行放大同时提高其带负载能力用于驱动后级电路的能量转换器件。在现代生产中，功率放大器被广泛使用，包括在通讯、航空航天、军用、工业以及音箱等相关领域。D类功率放大器将输入的小信号经调制器调制为PWM 波，随后用其控制内部晶体管将直流电源变化为间歇导通的PWM波，再经内部低通滤波后还原为放大的信号波形。因其中晶体管仅有开、关两种状态，上升下降时间较短，故效率很高，在通讯和民用高端音箱领域使用十分广泛。
随着技术的发展，目前D类功率放大器占据了音频功率放大器最大的市场，但目前市场上的产品大多数是使用恒定电源供电的D类功率放大器，其在输入信号幅值较大时消耗功率小，但在输入信号幅值小时会浪费较大的功率。因此有必要设计一种使用包络跟踪电源供电的D类功率放大器装置，其中包络跟踪电源根据输入信号幅值变化输出电压不同的直流电源，为D类功率放大器按需供电，从而减小功率消耗，提高装置效率。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种电源能随输入信号幅值变化，从而减少放大器功率消耗，显著提高装置效率的使用包络跟踪电源供电的D 类功率放大器装置。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种使用包络跟踪电源供电的D类功率放大器装置，包括D类功率放大器模块、包络跟踪电源模块、峰值检波模块；所述峰值检波模块的第一输出端与所述包络跟踪电源模块的第一输入端相连，所述峰值检波模块上设有第一信号输入端；所述包络跟踪电源模块的第一输出端与所述D类功率放大器模块的第一输入端相连，所述包络跟踪电源模块包括具有反馈控制端的同步升压控制器、反馈电压调节电路和输出电压调节电路，所述包络跟踪电源模块的第一输入端与所述反馈电压调节电路的第一输入端相连，所述反馈电压调节电路的第一输出端与所述同步升压控制器的反馈控制端相连，所述反馈电压调节电路的第二输入端与所述包络跟踪电源模块的第一输出端相连，所述输出电压调节电路的输入端与所述同步升压控制器的输出端相连，所述输出电压调节电路的输出端与所述包络跟踪电源模块的第一输出端相连；所述D类功率放大器上设有第二信号输入端。
在一实施例中，所述反馈电压调节电路包括MOS管、电阻。
在一实施例中，所述MOS管的栅极与所述反馈电压调节电路的第一输入端相连，所述MOS管源极与第一电阻的输入端相连，所述MOS管漏极与第二电阻的输入端相连，所述第一电阻的输出端和所述第二电阻的输出端一起与第三电阻的输入端相连，所述第三电阻的输出端与所述反馈电压调节电路的第一输出端和第四电阻的输入端相连，所述第四电阻的输出端与所述反馈电压调节电路的第二输入端相连。
在一实施例中，所述输出电压调节电路包括第一开关管和第二开关管。
在一实施例中，所述输出电压调节电路为BOOST电路。
在一实施例中，所述具有反馈控制端的同步升压控制器是型号为LM25122的芯片。
在一实施例中，所述峰值检波模块包括ADC芯片和MCU。
在一实施例中，所述ADC芯片为ADS1118，所述MCU为MSP430F6638。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：由于采用包络跟踪电源为D类功率放大器供电，使供电电源随输入信号幅值变化，从而减少放大器功率消耗，显著提高装置效率。
附图说明
图1是本实用新型的系统框图；
图2是本实用新型一实施例的包络电源跟踪模块的电路图；
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。而且所描述的附图仅是示意性的而非限制性的。
在本文中，为使描述简洁，未对各个实施方案或实施例中的各个技术特征的所有可能的组合都进行描述。因此，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，各个实施方案或实施例中的各个技术特征可以进行任意的组合，所有可能的组合都应当认为是本说明书记载的范围。
本实用新型中出现的不属于实用新型保护客体的内容都是为了使本领域技术人员更容易理解本方案，不应理解为对这些内容寻求保护，且这些内容均属于现有技术。
如附图1所示，本实用新型包括一种使用包络跟踪电源供电的D类功率放大器装置，包括D类功率放大器模块3、包络跟踪电源模块1、峰值检波模块2；所述峰值检波模块2的第一输出端与所述包络跟踪电源模块1的第一输入端相连，所述峰值检波模块2上设有第一信号输入端；所述包络跟踪电源模块的第一输出端与所述D类功率放大器模块3的第一输入端相连，所述包络跟踪电源模块包括具有反馈控制端的同步升压控制器、反馈电压调节电路和输出电压调节电路，所述包络跟踪电源模块1的第一输入端与所述反馈电压调节电路的第一输入端相连，所述反馈电压调节电路的第一输出端与所述同步升压控制器的反馈控制端相连，所述反馈电压调节电路的第二输入端与所述包络跟踪电源模块的第一输出端相连，所述输出电压调节电路的输入端与所述同步升压控制器的输出端相连，所述输出电压调节电路的输出端与所述包络跟踪电源模块的第一输出端相连；所述D类功率放大器上设有第二信号输入端。
按照本实施例，所述峰值检波2模块根据所述第一信号输入端接收的信号，在其内部获得该信号的峰值，再将信号的峰值输出至所述包络跟踪电源模块1的第一输入端。所述包络跟踪电源模块1中的所述反馈电压调节电路的第一输入端接收到所述信号峰值，所述反馈电压调节电路根据信号峰值调整所述反馈电压调节电路的第一输出端的输出电压，进而改变进入所述同步升压控制器的反馈控制端的电压。所述同步升压控制器进而产生控制信号通过所述同步升压控制器的输出端进入所述输出电压调节电路的输入端，调整所述输出电压调节电路的输出端的输出，进而改变通过所述包络跟踪电源模块1的第一输出端进入所述D类功率放大器模块3的第一输入端为其供电的电压，所述包络跟踪电源模块的第一输出端将输出电压传输给所述反馈电压调节电路的第二输入端形成负反馈。所述D类功率放大器模块3将所述第二信号输入端接收的信号放大。
在一实施例中，所述反馈电压调节电路包括MOS管、电阻。
在一实施例中，参照附图2所示，所述MOS管的栅极与所述反馈电压调节电路的第一输入端相连，所述MOS管源极与第一电阻的输入端相连，所述MOS管漏极与第二电阻的输入端相连，所述第一电阻的输出端和所述第二电阻的输出端一起与第三电阻的输入端相连，所述第三电阻的输出端与所述反馈电压调节电路的第一输出端和第四电阻的输入端相连，所述第四电阻的输出端与所述反馈电压调节电路的第二输入端相连。
按照本实施例，所述反馈电压调节电路中的MOS管在通过所述反馈电压调节电路的第一输入端传入的信号的峰值的控制下改变其电阻，从而改变了所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻和所述MOS管一起组成的电路的阻值，从而改变反馈电压调节电路的第一输出端处的电压，进而改变进入所述同步升压控制器的反馈控制端的电压。当信号的峰值变大时，输入反馈控制端的电压减小，同步升压控制器控制所述包络跟踪电源模块的第一输出端电压增大，当信号的峰值减小时，输入反馈控制端的电压增大，同步升压控制器控制所述包络跟踪电源模块的第一输出端电压减小。
在一实施例中，所述输出电压调节电路包括第一开关管和第二开关管。
在一实施例中，所述输出电压调节电路为BOOST电路。
在一实施例中，所述具有反馈控制端的同步升压控制器是型号为LM25122的芯片。按照本实施例，同步升压控制器LM25122根据反馈控制端的电压和供电电压产生了两路反相PWM波，通过LO和HO输出端将两路反相PWM波传送给输出电压调节电路调整所述输出电压调节电路的输出端的输出。
在一实施例中，所述峰值检波模块2包括ADC芯片和MCU。
在一实施例中，所述ADC芯片为ADS1118，所述MCU为MSP430F6638。
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。本实用新型的保护范围不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变形而不脱离本实用新型的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围，则本实用新型的意图也包含这些改动和变形在内。
Claims (8)
1.一种使用包络跟踪电源供电的D类功率放大器装置，包括D类功率放大器模块(3)，其特征在于：还包括包络跟踪电源模块(1)、峰值检波模块(2)；
所述峰值检波模块(2)的第一输出端与所述包络跟踪电源模块(1)的第一输入端相连，所述峰值检波模块(2)上设有第一信号输入端；
所述包络跟踪电源模块的第一输出端与所述D类功率放大器模块(3)的第一输入端相连，所述包络跟踪电源模块包括具有反馈控制端的同步升压控制器、反馈电压调节电路和输出电压调节电路，所述包络跟踪电源模块(1)的第一输入端与所述反馈电压调节电路的第一输入端相连，所述反馈电压调节电路的第一输出端与所述同步升压控制器的反馈控制端相连，所述反馈电压调节电路的第二输入端与所述包络跟踪电源模块的第一输出端相连，所述输出电压调节电路的输入端与所述同步升压控制器的输出端相连，所述输出电压调节电路的输出端与所述包络跟踪电源模块的第一输出端相连；
所述D类功率放大器上设有第二信号输入端。
2.根据权利要求1所述使用包络跟踪电源供电的D类功率放大器装置，其特征在于：所述反馈电压调节电路包括MOS管、电阻。
3.根据权利要求2所述使用包络跟踪电源供电的D类功率放大器装置，其特征在于：所述MOS管的栅极与所述反馈电压调节电路的第一输入端相连，所述MOS管源极与第一电阻的输入端相连，所述MOS管漏极与第二电阻的输入端相连，所述第一电阻的输出端和所述第二电阻的输出端一起与第三电阻的输入端相连，所述第三电阻的输出端与所述反馈电压调节电路的第一输出端和第四电阻的输入端相连，所述第四电阻的输出端与所述反馈电压调节电路的第二输入端相连。
4.根据权利要求1所述使用包络跟踪电源供电的D类功率放大器装置，其特征在于：所述输出电压调节电路包括第一开关管和第二开关管。
5.根据权利要求1所述使用包络跟踪电源供电的D类功率放大器装置，其特征在于：所述输出电压调节电路为BOOST电路。
6.根据权利要求1所述使用包络跟踪电源供电的D类功率放大器装置，其特征在于：所述具有反馈控制端的同步升压控制器是型号为LM25122的芯片。
7.根据权利要求1所述使用包络跟踪电源供电的D类功率放大器装置，其特征在于：所述峰值检波模块(2)包括ADC芯片和MCU。
8.根据权利要求7所述使用包络跟踪电源供电的D类功率放大器装置，其特征在于：所述ADC芯片为ADS1118，所述MCU为MSP430F6638。
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