什么是 D 类放大器？D 类放大器原理讲解，手把手教你设计 D 类放大器

大家好，我是李工，创作不易，希望大家多多支持我。今天给大家分享的是 D 类放大器。

在过去的几十年里，音频内容已经取得了非常大的进步，从经典的电子管放大器到现代媒体播放器，技术进步了改变了数字媒体的消费方式。扬声器技术取得了非常大的进步，但放大器方法的改进 发挥了重要作用，尤其是 D 类放大器 。

这篇文章主要是分享： D 类放大器 ，D 类放大器的优缺点 ，D 类放大器原理、D 类放大器电路图、D 类放大器设计、D 类放大器测试。

一、D 类放大器教程

什么是 D 类音频放大器？最简单的一个说法 D 类音频放大器 是一个开关放大器 。为了了解 D 类音频放大器的工作原理，我们需要了解 D 类音频放大器的功能以及开关信号是如何产生的。下面给出了框图帮助大家理解。

D 类音频放大器工作原理图

二、 D 类放大器怎么样？

D 类放大器效率高。 与 A 类、B 类和 AB 类放大器相比，D 类音频放大器的效率可高达 90-95% ，AB 类放大器的最大效率为 60-65%，因为它们工作在有源区并表现出低功率损耗，如果将集电极 - 发射极电压乘以电流，你就会发现这一点。

三、D 类放大器原理

现在，回到 D 类音频放大器 的功能简化框图。

D 类放大器原理

你在同相端看到的，有音频输入；在反相端，有高频三角信号。

此时，当输入音频信号的电压大于三角波的电压时，比较器的输出变为高电平，当信号为低电平时，输出为低电平。 有了这个设置，我们只是用高频载波信号调制输入音频信号，然后连接到 MOSFET 栅极驱动 IC，顾名思义，驱动器用于驱动两个 MOSFET 的栅极侧和低侧一次。

在输出端，得到一个强大的高频方波，我们通过一个低通滤波器来获得我们最终的音频信号。

D 类放大器工作原理图

四、D 类放大器设计所需组件

了解了 D 类放大器的基础知识后，我们可以来 DIY D 类放大器。这是一个比较简单的测试项目，组件也比较通用，你直接在网上就可以买到大部分组件，下面给出了带图片的组件列表。

构建 D 类功率放大器的零件清单

构建 D 类功率放大器的零件清单：

构建 D 类功率放大器的零件清单图

五、D类音频放大器电路图

D 类放大器电路电路图 如下所示：

D 类放大器电路电路图

六、D 类放大器的使用方法

这里主要是讲一下 D 类音频放大器的主要每个功能模块 ，并且解释每个模块的工作原理。

1、输入电压调节器

输入电压调节器

首先使用 5V 稳压器 LM7805 和 12 伏稳压器 LM7812 调节输入电压 。这里非常重要，因为我们要用 13.5V 直流适配器为电路供电，而为 NE555 和 IR2110 IC 供电，需要 5V 和 12V 电源。

2、带有 555 非稳态多谐振荡器的三角波发生器：

带有 555 非稳态多谐振荡器的三角波发生器

从下图可以看出，我们使用了一个带有 2.2K 电阻的 555 定时器来产生一个 260KHz 的三角信号。

3、调制电路：

调制电路

从上图中可以看出，我们使用了一个简单的 LM358 运算放大器来调制输入音频信号 。说到输入的音频信号，我们使用了两个 10K 输入电阻来获取音频信号，并且由于我们使用的是单电源，因此我们连接了一个电位器来抵消输入音频中存在的零信号。

当输入音频信号的值大于输入三角波时，该比较器的输出将为高电平，在输出端，我们将获得调制方波，然后将其馈送到 MOSFET 栅极驱动器 IC。

4、IR2110 MOSFET 栅极驱动器 IC：

我们使用了 MOSFET 栅极驱动器 IC 来正确驱动 MOSFET。 所有必要的电路都按照IR2110 IC 数据表的建议放置。

为了正常工作，该 IC 需要输入信号的反相信号，所以我们使用BF200高频晶体管来产生输入信号的反相方波。

5、MOSFET 输出级：

MOSFET 输出级

从上图中可以看出，我们有 MOSFET 输出级，它也是主要的输出驱动器 ，因为我们正在处理高频和电感，所以总是涉及瞬态 ，所以我们使用一些 UF4007 作为反激防止 MOSFET 损坏的二极管。

6、LC 低通滤波器：

LC 低通滤波器

MOSFET驱动级的输出是高频方波 ，这种信号绝对不适合驱动扬声器等负载。

为了防止它，我们使用了一个 26uH​ 电感和一个 1uF 无极性电容来制作一个低通滤波器 ，记为 C11。这就是简单的电路功能。

七、测试 D 类放大器电路

测试 D 类放大器电路

从上图中可以看出，使用了一个 12V 电源适配器为电路供电， 它发出的电压比 12V 略高，准确地说是 13.5V，非常适合我们的板载 LM7812 稳压器。

负载使用的是 4 Ω、5 W 的扬声器 。对于音频输入 ，我使用的是带有 3.5 毫米长音频插孔的笔记本电脑。

当电路通电时，不会像其他类型的放大器那样发出明显的嗡嗡声，但是这个电路在较高的输入电平下会出现削波问题，所以这个电路有很大的改进空间。当驱动中等低负载时，MOSFET 根本没有变热，因此对于这些测试，它不需要任何散热器。

八、进一步增强

这个 D 类放大器电路 是一个简单的原型，有很大的改进空间，这个电路的主要问题是采样技术，需要改进。为了减少放大器的削波，需要计算适当的电感和电容值以获得完美的低通滤波器级 。与往常一样，可以在 PCB 上制作电路以获得更好的性能，可以添加一个保护电路，以保护电路免受过热或短路的影响。

以上就是关于 D 类放大器 的知识，希望大家多多支持 我，得点赞 ，关注 ，有问题欢迎在评论区留言 ，大家一起讨论 。

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8种LM7805稳压器应用电路讲解，电路图+工作原理，带你搞懂LM7805

我是小七，干货满满 。大家不要错过，建议收藏 ，错过就不一定找得到了，内容仅供参考，图片记得放大观看。

如果有什么错误或者不对，欢迎各位大佬指点 。

图片来源于网络

今天给大家介绍的是 LM7805稳压器应用电路 ，主要是以下几个方面：

一、LM7805稳压器详细参数

LM7805的Datasheet上会有详细的讲解：

【LM7805CT PDF数据手册】_中文资料_引脚图及功能_(飞兆/仙童 Fairchild)-采芯网

二、LM7805 稳压器引脚图

LM7805 稳压器引脚图

LM7805有多种版本，TO-3版本采用全金属外壳，可以实现更好的散热 。小型塑料TO-92版本可以为低功率电路提供高达100nA的电流。

可能你经常会看到DPARK，体积非常小，更适合SMT PCB 。

LM7805 稳压器引脚图

这里介绍TO-220和TO-92封装，在电流输出上的不同：

关于LM7805更为详细的介绍，可以参考这篇文章：

还搞不懂LM7805 端稳压器？一定要看这一文，详细参数+设计案例

三、LM7805稳压器的安装

LM7805稳压器的金属板连接到接地引脚，因此需要通过带有金属散热器的孔正确安装 ，如下所示：

LM7805稳压器的安装

四、LM7805稳压器使用的注意事项

1、输入电压必须要高于7.3才能保持稳定 ，电压越高，温度也会升高。

2、散热器 ，测试散热器传递的最简单方法是将手指放在上面至少30S，如果太烫，就需要增加散热器的尺寸。

3、布线需要紧凑一点 ，电容与LM7805稳压器连接的时候应该比较紧凑，这样的话可以消除振荡。

五、LM7805稳压器应用电路

1、5V固定输出稳压器

C1 (2200uF) 和 C2 (0.1uF) 电容必须靠近稳压器安装 ，上面已经说过了，可以消除振荡。

输入电压必须高于输出电压 ，这样电压可以通过电桥。5V Uout 的最小 Uin 为 7V AC 或 9V DC。

注意：桥接的任何输入交流或者直流都会自动调整为正确的极性。

5V固定输出稳压器

2、LM7805可变稳压电路-产生12V输出

1）工作原理

LM7805始终在输出和GND端子之间保持5V恒定电压。如果增加GND电压，输出电压也会升高。

例如我们将GND电压增加4V，那么输出电压将为9V（5V+4V），这种方法给到5V-30V之间的电压，是一个可以完整的调节器。

LM7805可变稳压电路-产生12V输出

2）确定输出电压

这里再分压器模式中使用2各电阻来确定输出电压，120OΩ（R1）始终有5V电压。如果150Ω的电阻（R2）和R1串联，在两端将有一个成比例的电压。

分压器模式

在上面的基本电路中，R2 (150Ω) 两端的电压为 7V，输出总电压为 12V。要增加或减少电压，只需要更改上面电路中的一个电阻，这里保留R2（120V）电阻，更改R2电阻。

如果将R2增加：

通过改变R2，就会产生一个可调的输出电压。使用L7805作为可调稳压器时，需要注意2件事情：

3）LM7805输出电压计算

下面为计算LM7805 稳压器的输出电压 ：

LM7805输出电压计算

Vxx = 5V，IQ = 0.0005A(5mA)，R1 = 120Ω，R2 = 150Ω

Vout = 5V + {(5V ÷ R1) + IQ} ÷ R2

Vout = 5V + (5V / 120 + 0.005) 150

= 12V

这里反过来，如果我们希望输出电压为12V，那R2电阻值倒推：

R2计算公式

R2 = (V O – 5V) ÷ {(5V÷R1) + I Q }

R2 = (12V – 5V) ÷ {(5V ÷ 120Ω) + 0.005A}

= 150Ω

这里有的时候，会没有计算出来的电阻，就会导致输出电压会不太准确，这里建议用电位器代替R2。

4）可调输出电压

这里通过调节连接到GND的R2电位器将输出电压从5V调整到24V。

可调输出电压电路

LM7805稳压器的输入电压和散热必须可以输出足够电压和电流 。如果输出电压是24V到36V，输出可能不会提供超过 100mA @ 5V，因为稳压器过热。

3、如何使用二极管来改变L7805电压

当电流流过正向偏置二极管时，它两端电压在每个二极管都非常稳定地保持在0.65V。

在下面的电路，在 IC1 的公共支路和地之间串联添加二极管 D2 和 D3 (1N4148) 。

两个二极管的输出电压将升至 1.3V (0.65V + 0.65V)。

因此，该电路的输出为 6.3V (1.3V + 5V)

此外，添加了一个二极管D1保护稳压器受到损坏 。可能时来自负载的反馈输出电压，D1接反偏，吸收电流尖峰保护电路。

同时添加了2 个电容C1 和 C3 以滤除瞬态噪声 。

在两个二极管两端添加电容 C2 可提高稳压器稳定性 ，可以降低输出端的噪声。

7805用二极管提高输出电压电路图

4、LM7805 高输入电压电路

我们知道，LM7805输入电压不能超过30V，下面这个就可以很好的实现高输入的电压电路

1）使用限流电路

限流电路简单又便宜，但会减少电流下降，因此适用于小电流负载 。

限流电路

2）添加晶体管和齐纳二极管

晶体管和齐纳二极管可以帮助电路提供更大的电流并且也会更稳定 。

3）输出极性反接保护

在很多情况下，稳压器为未接地的负载供电，但是它连接到想反极性的电压源，例如运算放大器、电平转换电路。

这里应该将钳位二极管连接到稳压器的输出端 ，如下图所示，这样可以保护稳压器在启动和短路器件免受输出极性反转的影响。

输出极性反接保护

4）反向偏置保护

当输入电源在输出过压条件下中断，那么稳压器的输入电压可能比输出电压崩溃得更快。如果输出电压大于7V，串联传输元件的发射极-基极结可能击穿。

使用二极管可以防止上面情况的发生 ，具体如下图所示：

反向偏置保护

5、带晶体管的大电流LM7805稳压电路

如果你需要1A以上的电流，可以将LM7805 与其他组件组合以提供高达 3A 的输出。

带晶体管的大电流LM7805稳压电路

TIP2955 晶体管本身可以接受大电流，因此，LM7805 可以在没有散热器的情况下运行，只调节电压。

在电源中使用 3A 二极管 (1N5402) 。对于大于 3A 的电流。并联使用 3 x 2,200uF 电解电容 。对于 3A 电流滤波，它们的电容更大，为 6,600uF。

6、带短路保护的3A稳压电源

在前面的电路中，当TIP2955短路时会以高电流运行，导致其过热，然后就会损坏。这里保护它的最简单方法是使用普通保险丝 。

我们使用3A保险丝，电流超过3A，保险丝立马熔断。但是如果保险丝经常是烧断，就会不方便。

接下来，使用另一个PNP晶体管（ Q2）检查错误电流。

带短路保护的3A稳压电源

7、正负双LM7805稳压器

如果你需要一个+5V 和-5V 的双电源供运算放大器电路使用，这里可以使用7805来制作电源。该电路需要 9V CT 9V 2A 变压器，用于 1.5A 的满载。

正负双LM7805稳压器

如果你没有这个变压器，推荐双电源，具体如下图所示：

7805 和 7905 双路可调电源

8、使用L7805恒流

如果你想以恒定电流和固定电压为电池充电，很多电路都可以实现，但是如果你使用L7805作为电流调节电路，会简单又便宜。

使用L7805恒流

你可以使用R1 电阻轻松设置输出电流 ：

IO = (VO /R1) + I Q（偏置电流）

IQ（偏置电流）= 5mA

以上就是今天的内容，大家记得关注 ，给我点赞 哦，欢迎大家在评论区留言 ，请各位大佬多多指教 。

图片来源于小红书

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