專利名稱：一種具有過流保護(hù)的功率放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及電子電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有過流保護(hù)的功率放 大器。
背景技術(shù)：
D類音頻功率放大器已經(jīng)在DVD、液晶電-見、MP4、移動電話等各種消 費電子類產(chǎn)品中廣泛應(yīng)用，與傳統(tǒng)的A、 B類音頻功率》文大器相比，D類音頻 功率放大器最大的優(yōu)勢在于具有極高的轉(zhuǎn)換效率，例如，D類音頻功率放大器 的實際轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到80%以上，理論轉(zhuǎn)換效率甚至可以達(dá)到100%。
D類音頻功率放大器的基本工作原理具體為，脈沖寬度調(diào)制器將接收輸入 的音頻信號轉(zhuǎn)換成高頻方波信號，該高頻方波信號的平均值跟蹤輸入信號的幅 度，從而將音頻信號轉(zhuǎn)換成脈沖寬度調(diào)制(Pulse Width Modulation, PWM) 信號，其中，PWM信號的頻率為可變脈沖寬度的固定載波頻率，通常在幾百 千赫茲(kHz)以上，然后將PWM信號發(fā)送到一組功率場效應(yīng)晶體管(Field Effect Transistor, FET)，生成具有大驅(qū)動能力的輸出信號，通過LC低通濾波 器濾掉該輸出信號的高頻載波信號，最后還原出用以驅(qū)動揚(yáng)聲器的原始基帶音 頻信號。
圖1為傳統(tǒng)的D類音頻功率放大器的電路原理圖，如圖1所示，圖1中 包括脈沖寬度調(diào)制時鐘電路101、脈沖寬度調(diào)制器102、反相器103、驅(qū)動 電路104、驅(qū)動電路105、驅(qū)動電路106、驅(qū)動電路107、由場效應(yīng)晶體管M108、 場效應(yīng)晶體管M109、場效應(yīng)晶體管MllO、場效應(yīng)晶體管Mlll構(gòu)成的橋式輸 出電路、比較器112、比較器113、 LC低通濾波器115、 LC低通濾波器116 和揚(yáng)聲器117。其中，
脈沖寬度調(diào)制時鐘電路101，用于生成三角波時鐘信號，并發(fā)送給脈沖寬 度調(diào)制器102。脈沖寬度調(diào)制器102，用于接收模擬音頻信號和三角波時鐘信號，根據(jù)三 角波時鐘信號對才莫擬音頻信號進(jìn)行調(diào)制生成PWM信號，并將生成的PWM信 號分成第一、二、三、四PWM信號以四路方式輸出。其中，PWM信號為 高頻方波信號，PWM信號的高電平為電源電壓，PWM信號的低電平為接地 電壓。第一PWM信號輸出給驅(qū)動電路104，第二PWM信號輸出給驅(qū)動電路 105，第三PWM信號輸出給驅(qū)動電路106,第四PWM信號輸出給驅(qū)動電路 107。
反相器103，用于接收脈沖寬度調(diào)制器102發(fā)送的第二、三PWM信號， 對第二、三路PWM信號分別進(jìn)行反相生成第二、三反相PWM信號后發(fā)送給 驅(qū)動電路105、 106。
驅(qū)動電路104,用于接收第一PWM信號，并根據(jù)第一PWM信號產(chǎn)生第 一驅(qū)動信號，以驅(qū)動場效應(yīng)晶體管M108;
驅(qū)動電路105，用于接收第二反相PWM信號，并根據(jù)第二反相PWM信 號產(chǎn)生第二驅(qū)動信號，以驅(qū)動場效應(yīng)晶體管M109;
驅(qū)動電路106，用于接收第三反相PWM信號，并根據(jù)第三反相PWM信 號產(chǎn)生第三驅(qū)動信號，以驅(qū)動場效應(yīng)晶體管M110;
驅(qū)動電路107，用于接收第四PWM信號，并根據(jù)第四PWM信號產(chǎn)生第 四驅(qū)動信號，以驅(qū)動場效應(yīng)晶體管Mill;
場效應(yīng)晶體管M108,用于接收第一驅(qū)動信號，根據(jù)第一驅(qū)動信號生成第 一放大后的PWM信號；其中，場效應(yīng)晶體管M108為P型場效應(yīng)晶體管。
場效應(yīng)晶體管M109，用于接收第二驅(qū)動信號，才艮據(jù)第二驅(qū)動信號生成第 二放大后的PWM信號；其中，場效應(yīng)晶體管M109為N型場效應(yīng)晶體管。
場效應(yīng)晶體管MllO，用于接收第三驅(qū)動信號，根據(jù)第三驅(qū)動信號生成第 三放大后的PWM信號；其中，場效應(yīng)晶體管M110為P型場效應(yīng)晶體管。
場效應(yīng)晶體管Mlll,用于接收第四驅(qū)動信號，4艮據(jù)第四驅(qū)動信號生成第 四放大后的PWM信號；其中，場效應(yīng)晶體管Mlll為N型場效應(yīng)晶體管。
由于第一驅(qū)動信號、第四驅(qū)動信號與第二驅(qū)動信號、第三驅(qū)動信號互為相 反，因此，當(dāng)場效應(yīng)晶體管M108、場效應(yīng)晶體管Mill處于開啟狀態(tài)時，場 效應(yīng)晶體管M109、場效應(yīng)晶體管M110處于關(guān)斷狀態(tài)；反之，當(dāng)場效應(yīng)晶體管M109、場效應(yīng)晶體管M110處于開啟狀態(tài)時，場效應(yīng)晶體管M108、場效 應(yīng)晶體管Mill處于關(guān)斷狀態(tài)。
LC低通濾波器115,用于分別對第一、二放大后的PWM信號進(jìn)行濾波 處理生成模擬音頻信號，以驅(qū)動揚(yáng)聲器117。
LC低通濾波器116,用于分別對第三、四放大后的PWM信號進(jìn)行濾波 處理生成模擬音頻信號，以驅(qū)動揚(yáng)聲器117。
由于D類音頻功率放大器中的開關(guān)器件容易因工作電流過大而被損壞， 因此，就需要在D類音頻功率放大器中設(shè)置一個過流保護(hù)電路來保護(hù)這些開 關(guān)器件。
如圖1所示，在由場效應(yīng)晶體管M108、場效應(yīng)晶體管M109、場效應(yīng)晶 體管MllO、場效應(yīng)晶體管Mill構(gòu)成的橋式輸出電路中，由于場效應(yīng)晶體管 M108、場效應(yīng)晶體管M109、場效應(yīng)晶體管MllO、場效應(yīng)晶體管M111的漏 極有相應(yīng)的最大工作電流值，因此，輸入信號過大或者輸出負(fù)載過小、短路都 會造成這些場效應(yīng)晶體管的漏極的工作電流過大，當(dāng)工作電流大于最大工作電 流時，將直接燒毀這些場效應(yīng)晶體管，進(jìn)而導(dǎo)致整個D類音頻功率^t大器的 損壞。
現(xiàn)有的D類音頻功率放大器過流保護(hù)方法常常采用在橋式輸出電路中的 場效應(yīng)晶體管上串聯(lián)熔斷絲的方法，如圖l所示，場效應(yīng)晶體管M108的漏極 通過熔斷絲F118連4妾至電源端VDD,場效應(yīng)晶體管M109的漏才及通過熔斷絲 F119接地。其中，
當(dāng)場效應(yīng)晶體管M108的漏極的工作電流超過其最大工作電流時，則先將 熔斷絲F118熔斷，從而斷開場效應(yīng)晶體管M108的漏極與電源端的連接，進(jìn) 而保護(hù)場效應(yīng)晶體管M108不受損壞。
當(dāng)場效應(yīng)晶體管M109的漏極的工作電流超過其最大工作電流時，則先將 熔斷絲F119熔斷，從而斷開場效應(yīng)晶體管M109的漏極與接地端的連接，從 而保護(hù)場效應(yīng)晶體管M109不受損壞。
雖然上述方法能夠?qū)崿F(xiàn)對場效應(yīng)晶體管的過流保護(hù)，但是在因過流保護(hù)將 熔斷絲熔斷后，只有更換新的熔斷絲，才能使音頻功率放大器重新工作，因此， 這種保護(hù)方法存在實際操作繁瑣、不利于用戶使用等缺陷。下面介紹另一種現(xiàn)有D類音頻功率放大器的過流保護(hù)方法，該方法可以 彌補(bǔ)因使用熔斷絲而帶來的不便。如圖l所示，場效應(yīng)晶體管M110的漏極分 別與電阻R120和比較器112的正輸入端連接，場效應(yīng)晶體管Mill的漏極分 別與電阻R121和比較器113的正輸入端連接，其中，場效應(yīng)晶體管M110的 漏極通過電阻R120連接至電源電壓VDD，場效應(yīng)晶體管Mill的漏極通過電 阻R121接地。該方法的工作原理如下
根據(jù)電阻R120的電阻值和場效應(yīng)晶體管M110的漏極的最大工作電流值 計算出第一參考電壓Vrefl,并將第一參考電壓作為比較器112的負(fù)輸入端的輸 入電壓；
根據(jù)電阻R121的電阻值和場效應(yīng)晶體管Mill的漏極的最大工作電流值 計算出第二參考電壓Vref2,并將第二參考電壓作為比較器113的負(fù)輸入端的輸 入電壓。
當(dāng)場效應(yīng)晶體管M110的漏極的工作電流超過其最大工作電流時，電阻 R120上的電壓值將相應(yīng)地超過第一參考電壓Vrefl,此時，比較器112檢測電 阻R120上的電壓值，確定其正輸入端的輸入電壓大于其負(fù)輸入端的輸入電壓， 因此，比較器112將產(chǎn)生第一關(guān)斷信號，第一關(guān)斷信號將通過脈沖寬度調(diào)制器 將場效應(yīng)晶體管Ml 10關(guān)斷。
當(dāng)場效應(yīng)晶體管Mill的漏極的工作電流超過其最大工作電流時，電阻 R121上的電壓值將相應(yīng)地超過第二參考電壓Vre{2,此時，比較器113檢測電 阻R121上的電壓值，確定其正輸入端的輸入電壓大于其負(fù)輸入端的輸入電壓， 因此，比較器113將產(chǎn)生第二關(guān)斷信號，第二關(guān)斷信號將通過脈沖寬度調(diào)制器 將場效應(yīng)晶體管Mill關(guān)斷。
但是該過流保護(hù)方法也存在一些缺陷，在該方法中，由于電阻R120、電 阻R121分別直接位于橋式輸出電路的場效應(yīng)晶體管MllO、場效應(yīng)晶體管 Mill的漏極所在的電路路徑上，因此，當(dāng)音頻功率放大器正常工作時，表征 模擬音頻信號的工作電流直接流過電阻R120、電阻R121,由于表征原始音頻 信號的工作電流往往很大，因此，將造成在電阻R120、電阻R121產(chǎn)生很大的 功率消耗，從而大大影響整體D類音頻功率放大器的功率消耗，此外，該方 法還限制了放大器的最大輸出。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種音頻功率放大器，解決 音頻功率放大器的過流保護(hù)精度低、過流保護(hù)電路功耗過大、無法使音頻功率 放大器的輸出最大的問題。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種具有過流保護(hù)的功率放大器，包括 所述脈沖寬度調(diào)制時鐘電路，用于生成時鐘信號；
所述脈沖寬度調(diào)制器，用于接收所述時鐘信號和外部輸入的模擬音頻信 號，根據(jù)所述時鐘信號對所述模擬音頻信號進(jìn)行調(diào)制生成多個脈沖寬度調(diào)制 PWM信號；
驅(qū)動電路，用于接收所述多個PWM信號，并根據(jù)所述多個PWM信號生 成多個驅(qū)動信號；
輸出電路，用于接收所述多個驅(qū)動信號，根據(jù)所述多個驅(qū)動信號生成多個 放大后的PWM信號；
濾波器，用于分別對所述多個放大后的PWM信號進(jìn)行濾波處理還原生成 模擬音頻信號；
采樣電路，用于接收所述多個放大后的PWM信號，并對所述多個放大后 的PWM信號進(jìn)行采樣生成多個采樣信號；
比較器，用于接收所述多個采樣信號，并分別根據(jù)所述多個采樣信號檢測 輸出電路的多個過流狀態(tài)，生成對應(yīng)于所述多個采樣信號的多個過流信號；
調(diào)整電路，用于接收所述多個過流信號，并根據(jù)所述多個過流信號生成多 個調(diào)整信號；其中，
所述脈沖寬度調(diào)制器，還用于接收所述多個調(diào)整信號，根據(jù)所述多個調(diào)整 信號對PWM信號的占空比進(jìn)行調(diào)整生成多個調(diào)整后的PWM信號，并將所述 多個調(diào)整后的PWM信號重新發(fā)送給驅(qū)動電路。
根據(jù)本發(fā)明的一個特征，所述輸出電路為由多個第一類場效應(yīng)晶體管組成 的H橋式輸出電路。
根據(jù)本發(fā)明的另 一個特征，所述多個放大后的PWM信號為所述多個第一 類場效應(yīng)晶體管的漏極的電流信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，所述采樣電路包括多個第二類場效應(yīng)晶體管，其中，多個第二類場效應(yīng)晶體管與多個第一類場效應(yīng)晶體管——對應(yīng)形成電流 鏡像電路，多個第二類場效應(yīng)晶體管的漏極的電流信號為與多個第一類場效應(yīng) 晶體管的漏極的電流信號對應(yīng)的多個采樣電流信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，所述采樣電路還包括多個采樣電阻，所述多個 采樣電阻用于將多個采樣電流信號轉(zhuǎn)換為采樣電壓信號。
根據(jù)本發(fā)明的另 一個特征，所述第二類場效應(yīng)晶體管的漏極的電流與第一
類場效應(yīng)晶體管的漏極的電流鏡像比例為1:N，其中，根據(jù)第一、二類場效應(yīng) 晶體管的尺寸確定采樣比例系數(shù)N，采樣比例系數(shù)N的取值為大于或等于100。
根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，所述比較器為失調(diào)比較器，所述失調(diào)比較器的 失調(diào)電壓的計算公式為
Vos=Z x Imax/N
公式中，Vos表示失調(diào)電壓，Imax表示第一場效應(yīng)晶體管的漏極的最大工 作電流值，Z表示與場效應(yīng)晶體管對應(yīng)采樣電阻的電阻值，N表示釆樣比例系 數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，所述失調(diào)比較器包括正輸入端、負(fù)輸入端、輸 出端，其中，失調(diào)比較器在確定所述采樣電壓大于所述失調(diào)電壓時，從所述輸 出端輸出過流信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，所述失調(diào)比較器包括差分對晶體管，通過對差
分對晶體管的不匹配設(shè)計以設(shè)置所述失調(diào)電壓。
根據(jù)本發(fā)明的另 一個特征，所述輸出電路的多個過流狀態(tài)包括 輸入信號過大？ I起的過流狀態(tài)；
輸出負(fù)載太小引起的過流狀態(tài)；以及
輸出短路造成的過流狀態(tài)。
本發(fā)明所述的具有過流保護(hù)的功率放大器，利用電流鏡電路結(jié)構(gòu)形成采樣 電路，通過該采樣電路獲得與橋式輸出電路中的場效應(yīng)晶體管的漏極的工作電 流對應(yīng)的采樣電流，利用電流鏡電路的電流比例特性，使采樣電流遠(yuǎn)小于與該 采樣電流對應(yīng)的橋式輸出電路中的場效應(yīng)晶體管的漏極的實際工作電流，然后 通過采樣電阻將采樣電流轉(zhuǎn)換成采樣電壓，作為失調(diào)比較器的輸入電壓，由于 事先根據(jù)橋式輸出電路中的每個場效應(yīng)晶體管的漏極所能承受的最大工作電流值設(shè)定了失調(diào)電壓比較器的失調(diào)電壓，因此，失調(diào)比較器對輸入的采樣電壓 與失調(diào)電壓進(jìn)行比較，當(dāng)采樣電壓大于失調(diào)電壓時，生成過流信號并發(fā)送給調(diào) 整電路，調(diào)整電路根據(jù)過流信號生成調(diào)整信號并發(fā)送給脈沖寬度調(diào)制器，脈沖
寬度調(diào)制器接收并才艮據(jù)調(diào)整信號調(diào)整PWM信號的占空比，進(jìn)而調(diào)整橋式輸出 電路中的每個場效應(yīng)晶體管的漏極的工作電流，使每個場效應(yīng)晶體管的漏極的 工作電流均小于其最大工作電流，從而實現(xiàn)對場效應(yīng)晶體管的實時、精確、高 效地過流保護(hù)。
另夕卜，由于采樣電流遠(yuǎn)小于與其對應(yīng)的橋式輸出電路中的場效應(yīng)晶體管的 漏極的工作電流，因此，大大降低了整個音頻功率放大器的功耗，尤其是與直 接將橋式輸出電路中的場效應(yīng)晶體管的漏極的工作電流作為過電流保護(hù)檢測 電流的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中音頻功率放大器的功耗將遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于現(xiàn)有技術(shù)中 的音頻功率方文大器的功耗。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中具有過流保護(hù)的音頻功率放大器的電路原理圖； 圖2為本發(fā)明具體實施例中具有過流保護(hù)功能的音頻功率放大器的電路 原理圖3A為本發(fā)明實施例中失調(diào)比較器的結(jié)構(gòu)圖4A為本發(fā)明實施例中失調(diào)比較器的輸入與輸出關(guān)系的示意圖3B為本發(fā)明實施例中失調(diào)比較器的結(jié)構(gòu)圖4B為本發(fā)明實施例中失調(diào)比較器的輸入與輸出關(guān)系的示意圖5為本發(fā)明具體實施例中第一、三失調(diào)比較器的電路原理圖6為本發(fā)明具體實施例中第二、四失調(diào)比較器的電路原理圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明具體實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖2為本發(fā)明具體實施例中具有過流保護(hù)的音頻功率放大器的電路原理 圖，圖2中包括脈沖寬度調(diào)制時鐘電路201、脈沖寬度調(diào)制器202、反相器 2031、第一驅(qū)動電路2041、第二驅(qū)動電路2042、第三驅(qū)動電路2043、第四驅(qū)動電路2044、場效應(yīng)晶體管M2051、場效應(yīng)晶體管M2052、場效應(yīng)晶體管 M2053、場效應(yīng)晶體管M2054、場效應(yīng)晶體管M2061、場效應(yīng)晶體管M2062、 場效應(yīng)晶體管M2063、場效應(yīng)晶體管M2064、采樣電阻R21、采樣電阻R22、 采樣電阻R23、采樣電阻R24、采樣電阻R25、采樣電阻R26、采樣電阻R27、 采樣電阻R28、第一LC低通濾波器2071、第二 LC低通濾波器2072、第一失 調(diào)比較器2081、第二失調(diào)比較器2082、第三失調(diào)比較器2083、第四失調(diào)比較 器2084、反相器2032、反相器2033、調(diào)整電路209和揚(yáng)聲器210。其中，
場效應(yīng)晶體管M2051 、場效應(yīng)晶體管M2052 、場效應(yīng)晶體管M2053和場 效應(yīng)晶體管M2054構(gòu)成H橋式輸出電路；
場效應(yīng)晶體管M2051、場效應(yīng)晶體管M2061、采樣電阻R21、采樣電阻 R22、場效應(yīng)晶體管M2052、場效應(yīng)晶體管M2062、采樣電阻R23、采樣電阻 R24共同構(gòu)成第一電流鏡電路單元；
場效應(yīng)晶體管M2053、場效應(yīng)晶體管M2063、采樣電阻R25、采樣電阻 R26、場效應(yīng)晶體管M2054、場效應(yīng)晶體管M2064、采樣電阻R27、采樣電阻 R28共同構(gòu)成第二電流鏡電路單元；
第 一 電流鏡電路單元與第二電流鏡電路單元共同組成釆樣電路。
脈沖寬度調(diào)制時鐘電路201，用于生成三角波時鐘信號，并發(fā)送給脈沖寬 度調(diào)制器202。
調(diào)整電路209,用于接收第一失調(diào)比較器2081、第二失調(diào)比較器2082、 第三失調(diào)比較器2083、第四失調(diào)比較器2084輸出的第一、二、三、四過流信 號，并根據(jù)第一、二、三、四過流信號生成調(diào)整信號發(fā)送給脈沖寬度調(diào)制器 202。
脈沖寬度調(diào)制器202，用于接收三角波時鐘信號和外部輸入的模擬音頻信 號，并根據(jù)三角波時鐘信號對模擬音頻信號進(jìn)行調(diào)制生成PWM信號，并將 PWM信號分成第一、二、三、四PWM信號以四路方式輸出。其中，PWM 信號為高頻方波信號，PWM信號的高電平為電源電壓，PWM信號的低電平 為接地電壓。第一 PWM信號輸出給第一驅(qū)動電路2041，第二PWM信號經(jīng) 反相器2031反相后輸出給驅(qū)動電路2042,第三PWM信號經(jīng)反相器2031反 相后輸出給驅(qū)動電路2043,第四PWM信號輸出給驅(qū)動電路2044;
ii另外，脈沖寬度調(diào)制器202還用于接收調(diào)整電路209發(fā)送的調(diào)整信號，根 據(jù)調(diào)整信號對PWM信號的占空比進(jìn)行調(diào)整生成調(diào)整后的PWM信號，并將調(diào) 整后的PWM信號分成第一、二、三、四調(diào)整后的PWM信號以四路方式輸出。 其中，調(diào)整后的PWM信號為高頻方波信號，調(diào)整后的PWM信號的高電平為 電源電壓，調(diào)整后的PWM信號的低電平為接地電壓。第一調(diào)整后的PWM信 號輸出給第 一驅(qū)動電路2041,第二調(diào)整后的PWM信號經(jīng)反相器2031反相后 輸出給驅(qū)動電路2042,第三調(diào)整后的PWM信號經(jīng)反相器2031反相后輸出給 驅(qū)動電路2043,第四調(diào)整后的PWM信號輸出給驅(qū)動電路2044。
反相器2031，用于接收脈沖寬度調(diào)制器202發(fā)送的第二、三調(diào)整后的 PWM信號，對第二、三調(diào)整后的PWM信號分別進(jìn)行反相處理生成第二、三 反相調(diào)整后的PWM信號后輸出給第二、三驅(qū)動電路2042、 2043。
第一驅(qū)動電路2041，用于接收第一調(diào)整后的PWM信號，并根據(jù)第一調(diào) 整后的PWM信號產(chǎn)生第一驅(qū)動信號D21，以驅(qū)動場效應(yīng)晶體管M2051和場 效應(yīng)晶體管2061;
第二驅(qū)動電路2042,用于接收第二反相調(diào)整后的PWM信號，并根據(jù)第 二反相調(diào)整后的PWM信號產(chǎn)生第二驅(qū)動信號D22，以驅(qū)動場效應(yīng)晶體管 M2052和場效應(yīng)晶體管2062;
第三驅(qū)動電路2043，用于接收第三反相調(diào)整后的PWM信號，并根據(jù)第 三反相調(diào)整后的PWM信號產(chǎn)生第三驅(qū)動信號D23，以驅(qū)動場效應(yīng)晶體管 M2053和場效應(yīng)晶體管2063;
第四驅(qū)動電路2044，用于接收第四調(diào)整后的PWM信號，并根據(jù)第四調(diào) 整后的PWM信號產(chǎn)生第四驅(qū)動信號D24,以驅(qū)動場效應(yīng)晶體管M2054和場 效應(yīng)晶體管2064;
場效應(yīng)晶體管M2051,用于接收第一驅(qū)動信號D21,根據(jù)第一驅(qū)動信號 D21生成第一放大后的PWM信號，所述第一放大后的PWM信號為場效應(yīng)晶 體管M2051的漏才及的電流信號；
場效應(yīng)晶體管M2052,用于接收第二驅(qū)動信號D22，才艮據(jù)第二驅(qū)動信號 D22生成第二放大后的PWM信號，所述第二放大后的PWM信號為場效應(yīng)晶 體管M2052的漏極的電流信號；場效應(yīng)晶體管M2053,用于接收第三驅(qū)動信號D23，根據(jù)第三驅(qū)動信號 D23生成第三放大后的PWM信號，所述第三放大后的PWM信號為場效應(yīng)晶 體管M2053的漏極的電流信號；
場效應(yīng)晶體管M2054,用于接收第四驅(qū)動信號D24,才艮據(jù)第四驅(qū)動信號 D24生成第四it大后的PWM信號，所述第四》支大后的PWM信號為場效應(yīng)晶 體管M2054的漏^l的電流信號；
由于第一驅(qū)動信號D21、第四驅(qū)動信號D24與第二驅(qū)動信號D22、第三 驅(qū)動信號D23互為相反，因此，當(dāng)場效應(yīng)晶體管M2051、場效應(yīng)晶體管M2054 處于開啟狀態(tài)時，場效應(yīng)晶體管M2052、場效應(yīng)晶體管M2053處于關(guān)斷狀態(tài)； 反之，當(dāng)場效應(yīng)晶體管M2052、場效應(yīng)晶體管M2053處于開啟狀態(tài)時，場效 應(yīng)晶體管M2051、場效應(yīng)晶體管M2054處于關(guān)斷狀態(tài)。
LC低通濾波器2071，用于分別對第一放大后的PWM信號、第二放大后 的PWM信號進(jìn)行濾波處理還原生成模擬音頻信號，以驅(qū)動揚(yáng)聲器210。
LC低通濾波器2072,用于分別對第三放大后的PWM信號、第四放大后 的PWM信號進(jìn)行濾波處理還原生成模擬音頻信號，以驅(qū)動揚(yáng)聲器210。
下面對第一電流鏡電路單元和第二電流鏡電路單元進(jìn)行詳細(xì)描述。
在第一電流鏡電路單元中，根據(jù)電流鏡電路工作原理，場效應(yīng)晶體管 M2061鏡像場效應(yīng)晶體管M2051的漏極電流，場效應(yīng)晶體管M2062鏡像場效 應(yīng)晶體管M2052的漏極電流。其中，
場效應(yīng)晶體管M2061的漏極電流與場效應(yīng)晶體管M2051的漏極電流鏡像 比例為l:Nr，
場效應(yīng)晶體管M2062的漏極電流與場效應(yīng)晶體管M2052的漏4及電流4^象 比例為1:N2。其中，
第一采樣比例系數(shù)N,的取值可以大于或等于100,最好是大于或等于 1000，可以通過設(shè)定場效應(yīng)晶體管M2061和場效應(yīng)晶體管M2051的尺寸或?qū)?長比來獲得不同大小的第 一采樣比例系數(shù)N1;
第二采樣比例系數(shù)N2的取值可以大于或等于100，最好是大于或等于 1000,可以通過設(shè)定場效應(yīng)晶體管M2062和場效應(yīng)晶體管M2052的尺寸或?qū)?長比來獲得不同大小的第二釆樣比例系數(shù)N2。通過采樣電阻R22將采樣得到的場效應(yīng)晶體管M2061的漏極電流轉(zhuǎn)換成 第一采樣電壓。
通過采樣電阻R23將采樣得到的場效應(yīng)晶體管M2062的漏才及電流轉(zhuǎn)換成 第二采樣電壓。
在第二電流鏡電路單元中，根據(jù)電流鏡電路工作原理，場效應(yīng)晶體管 M2063鏡像場效應(yīng)晶體管M2053的漏極電流，場效應(yīng)晶體管M2064鏡像場效 應(yīng)晶體管M2054的漏極電流。
場效應(yīng)晶體管M2063的漏極電流與場效應(yīng)晶體管M2053的漏極電流鏡寸象 比例為1:N3;
場效應(yīng)晶體管M2064的漏極電流與場效應(yīng)晶體管M2054的漏極電流4竟像 比例為1:N4;其中，
第三采樣比例系數(shù)N3的取值可以大于或等于100，最好是大于或等于 1000,可以通過設(shè)定場效應(yīng)晶體管M2063和場效應(yīng)晶體管M2053的尺寸或?qū)?長比來獲得不同大小的第三采樣比例系數(shù)N3;
第四釆樣比例系數(shù)N4的取值可以大于或等于100,最好是大于或等于 1000,可以通過設(shè)定場效應(yīng)晶體管M2064和場效應(yīng)晶體管M2054的尺寸或?qū)?長比來獲得不同大小的第四采樣比例系數(shù)N4。
通過采樣電阻R26將采樣得到的場效應(yīng)晶體管M2063的漏極電流轉(zhuǎn)換成 第三采樣電壓；
通過采樣電阻R27將采樣得到的場效應(yīng)晶體管M2064的漏極電流轉(zhuǎn)換成 第四采樣電壓。
在本發(fā)明具體實施例中，場效應(yīng)晶體管M2051、 M2052、 M2053、 M2054 被稱為第一類場效應(yīng)晶體管，場效應(yīng)晶體管M2061、 M2062、 M2063、 M2064 被稱為第二類場效應(yīng)晶體管。
在介紹本發(fā)明實施例的第一、二、三、四失調(diào)比較器2081、 2082、 2083、 2084之前，先結(jié)合圖3A、圖4A、圖3B、圖4B介紹本發(fā)明實施例中失調(diào)比 較器的工作原理。
圖3A為本發(fā)明實施例中失調(diào)比較器的結(jié)構(gòu)圖，圖3A中的失調(diào)比較器301 包括負(fù)輸入端、正輸入端和輸出端。其中，設(shè)置在失調(diào)比較器301的正輸入端的失調(diào)電壓為Vos。
圖4A為本發(fā)明實施例中失調(diào)比較器301的輸入與輸出關(guān)系的示意圖，圖 4A中，如果失調(diào)比較器301的負(fù)輸入端的輸入電壓Vn與正輸入端的輸入電 壓Vp的電壓差小于失調(diào)電壓Vos,即Vn-Vp〈Vos,則從輸出端輸出的Vo 為高電平VoH;如果失調(diào)比較器301的負(fù)輸入端的輸入電壓Vn與正輸入端的 輸入電壓Vp的電壓差大于失調(diào)電壓Vos，即Vn-Vp〉Vos，則從輸出端輸出 的Vo為〗氐電平VoL。
圖3B為本發(fā)明實施例中失調(diào)比較器的結(jié)構(gòu)圖，圖3B中的失調(diào)比較器302 包括負(fù)輸入端、正輸入端和輸出端。其中，設(shè)置在失調(diào)比較器302的負(fù)輸入端 的失調(diào)電壓為Vos。
圖4B為本發(fā)明實施例中失調(diào)比較器302的輸入與輸出關(guān)系的示意圖，圖 4B中，如果失調(diào)比較器302的正輸入端的輸入電壓Vp與負(fù)輸入端的輸入電 壓Vn的電壓差小于失調(diào)電壓Vos，即Vp-Vn〈Vos，則從輸出端輸出的Vo 為低電平VoL;如果失調(diào)比較器302的正輸入端的輸入電壓Vp與負(fù)輸入端的 輸入電壓Vn的電壓差大于失調(diào)電壓Vos,即Vp-Vn〉Vos,則從輸出端輸出 的Vo為高電平VoH。
下面結(jié)合上述失調(diào)比較器原理詳細(xì)介紹本發(fā)明實施例的第一、二、三、四 失調(diào)比較器2081、 2082、 2083、 2084。
第一失調(diào)比較器2081，用于判斷第一采樣電壓是否大于第一失調(diào)電壓 VoSl，如果是，則輸出第一過流信號OCP—1,第一過流信號OCP—1將從高電 平跳變成低電平；否則，不發(fā)生跳變。
根據(jù)圖2的電路結(jié)構(gòu)可知，第一采樣電壓等于第一失調(diào)比較器2081的負(fù) 輸入端的輸入電壓Vn!與正輸入端的輸入電壓Vp,的電壓差，即第一采樣電壓 為Vim - Vpla
第二失調(diào)比較器2082,用于判斷第二采樣電壓是否大于第二失調(diào)電壓 Vos2，如果是，則經(jīng)過反相器2032反相后輸出第二過流信號00 _2，第二過 流信號OCP一2將從高電平跳變成低電平；否則，不發(fā)生跳變。
根據(jù)圖2的電路結(jié)構(gòu)可知，第二采樣電壓等于第二失調(diào)比較器2082的正 輸入端的輸入電壓Vp2與負(fù)輸入端的輸入電壓Vll2的電壓差，即第二采樣電壓
15為Vp2 - Vn2。
第三失調(diào)比較器2083，用于判斷第三采樣電壓是否大于第三失調(diào)電壓 Vos3，如果是，則輸出第三過流信號OCP—3，第三過流信號OCP_3將從高電 平跳變成低電平；否則，不發(fā)生跳變。
根據(jù)圖2的電路結(jié)構(gòu)可知，第三采樣電壓等于第三失調(diào)比較器2083的負(fù) 輸入端的輸入電壓Vll3與正輸入端的輸入電壓Vp3的電壓差，即第三采樣電壓 為Vn3 - Vp3。
第四失調(diào)比較器2084,用于判斷第四采樣電壓是否大于第四失調(diào)電壓 Vos4,如果是，則經(jīng)過反相器2033反相后輸出第四過流信號OCP—4,第四過 流信號OCP一4將從高電平跳變成低電平；否則，不發(fā)生跳變。
根據(jù)圖2的電路結(jié)構(gòu)可知，第四采樣電壓等于第四失調(diào)比較器2084的正 輸入端的輸入電壓Vp4與負(fù)輸入端的輸入電壓Vru的電壓差，即第四采樣電壓 為Vp4 - Vn4。
下面對設(shè)定第一、二、三、四失調(diào)電壓Vos!、 Vos2、 Vos3、 V0S4的計算公
式進(jìn)行具體描述。
根據(jù)下述公式(1)設(shè)定第一失調(diào)電壓Vos,:
Vos! = Z22 x Imax禹 (1)
公式(l)中，Imax!為H橋式輸出電路中場效應(yīng)晶體管M2051的漏極的 最大工作電流值，Z22為采樣電阻R22的電阻值，根據(jù)鏡像電路原理，當(dāng)場效 應(yīng)晶體管M2051的漏極的工作電流值為Imax,時，第一鏡像電流結(jié)構(gòu)中場效 應(yīng)晶體管M2061的漏極的工作電流值為Imax!/Np將電流值ImaXi/Nt與電阻
值Z22相乘得到的電壓值作為第一失調(diào)電壓VoSl。
因此，當(dāng)場效應(yīng)晶體管M2051的漏^ l的電流值大于Imax,時，場效應(yīng)晶 體管M2061的漏極的電流值將大于Imaxi/Np使得采樣電阻R22上的第一采 樣電壓大于第一失調(diào)電壓Vosp即第一失調(diào)比較器2081的負(fù)輸入端的輸入電 壓Vn,與正輸入端的輸入電壓Vpi的電壓差大于第一失調(diào)電壓Vosp此時，第 一失調(diào)比較器2081將輸出第一過流信號OCP—1給調(diào)整電路209,調(diào)整電路209 接收第一過流信號OCP—1后發(fā)送調(diào)整信號給脈沖寬度調(diào)制器202,脈沖寬度 調(diào)制器202根據(jù)調(diào)整信號調(diào)整PWM信號的占空比生成調(diào)整后的PWM信號，調(diào)整后的PWM信號因占空比的改變將能夠改變場效應(yīng)晶體管M2051的開啟 時間，從而使場效應(yīng)晶體管M2051的漏極的電流值小于Imax!,進(jìn)而避免場效 應(yīng)晶體管M2051因其漏極的工作電流超過其最大工作電流Imaxi而被損壞。 根據(jù)下述公式(2)設(shè)定第二失調(diào)電壓Vos2:
Vos! = Z23 x Imax2/N2 ( 2 )
公式(2)中，Imax2為H橋式輸出電路中場效應(yīng)晶體管M2052的漏極的 最大工作電流值，Z23為釆樣電阻R23的電阻值，根據(jù)鏡像電路原理，當(dāng)場效 應(yīng)晶體管M2052的漏極的電流值為Imax2時，第一鏡像電流結(jié)構(gòu)中場效應(yīng)晶 體管M2062的漏極的電流值為Imax2/N2,將電流值Imax2/N2與電阻值Z23相乘 得到的電壓值作為第二失調(diào)電壓Vos2。
因此，當(dāng)場效應(yīng)晶體管M2052的漏極的電流值大于Imax2時，第一鏡像 電流結(jié)構(gòu)中場效應(yīng)晶體管M2062的漏極的電流值將大于Imax2/N2，使得采樣 電阻R23上的第二采樣電壓大于第二失調(diào)電壓Vos2，即第二失調(diào)比較器2082 的正輸入端的輸入電壓Vp2與負(fù)輸入端的輸入電壓Vn2的電壓差大于第二失調(diào) 電壓Vos2，此時，第二失調(diào)比較器2082將經(jīng)過反相器2032反相后輸出第二過 流信號OCP—2給調(diào)整電路209，調(diào)整電路209接收第二過流信號OCP—2后發(fā) 送調(diào)整信號給脈沖寬度調(diào)制器202，脈沖寬度調(diào)制器202根據(jù)調(diào)整信號調(diào)整 PWM信號的占空比生成調(diào)整后的PWM信號，調(diào)整后的PWM信號因占空比 的改變將能夠改變場效應(yīng)晶體管M2052的開啟時間，乂人而^f吏場效應(yīng)晶體管 M2052的漏極的電流值小于Imax2,進(jìn)而避免場效應(yīng)晶體管M2052因其漏極 的工作電流超過其最大工作電流Imax2而被損壞。
根據(jù)下述公式(3)設(shè)定第三失調(diào)電壓Vos3:
Vost = Z26 x Imax3/N3 ( 3 )
公式(3)中，Imax3為H橋式輸出電路中場效應(yīng)晶體管M2053的漏極的 最大工作電流值，Z26為采樣電阻R26的電阻值，根據(jù)鏡像電路原理，當(dāng)場效 應(yīng)晶體管M2053的漏極的電流值為Imax3時，第二鏡像電流結(jié)構(gòu)中場效應(yīng)晶 體管M2063的漏極的電流值為Imax3/N3，將電流值Imax3/N3與電阻值Z26相乘 得到的電壓值作為第三失調(diào)電壓Vos3。
因此，當(dāng)場效應(yīng)晶體管M2053的漏極的工作電流值大于Imax3時，場效應(yīng)晶體管M2063的漏極的電流值將大于Imax3/N3,使得采樣電阻R26上的第 三采樣電壓大于第三失調(diào)電壓Vos3,即第三失調(diào)比較器2083的負(fù)輸入端的輸 入電壓Vn3與正輸入端的輸入電壓Vp3的電壓差大于第三失調(diào)電壓Vos3，此時， 第三失調(diào)比較器2083將輸出第三過流信號OCP—3給調(diào)整電路209，調(diào)整電路 209接收第三過流信號OCP一3后發(fā)送調(diào)整信號給脈沖寬度調(diào)制器202,脈沖寬 度調(diào)制器202根據(jù)調(diào)整信號調(diào)整PWM信號的占空比生成調(diào)整后的PWM信號， 調(diào)整后的PWM信號因占空比的改變將能夠改變場效應(yīng)晶體管M2053的開啟 時間，從而使場效應(yīng)晶體管M2053的漏極的電流值小于Imax3,進(jìn)而避免場效 應(yīng)晶體管M2053因其漏極的工作電流超過其最大工作電流Imax3而被損壞。 根據(jù)下述公式(4)設(shè)定第四失調(diào)電壓Vos4:
Vos4 = Z27 x Imax4/N4 ( 4)
公式(4)中，Imax4為H橋式輸出電路中場效應(yīng)晶體管M2054的漏極的 最大工作電流值，Z27為采樣電阻R27的電阻值，根據(jù)鏡-像電路原理，當(dāng)場效 應(yīng)晶體管M2054的漏極的電流值為Imax4時，第二鎮(zhèn) 像電流結(jié)構(gòu)中場效應(yīng)晶 體管M2064的漏極的電流值為Imax4/N4,將電流值Imax4/N4與電阻值Z27相乘 得到的電壓值作為第四失調(diào)電壓Vos4。
因此，當(dāng)場效應(yīng)晶體管M2054的漏極的電流值大于Imax4時，第二鏡像 電流結(jié)構(gòu)中場效應(yīng)晶體管M2064的漏極的電流值將大于Imax4/N4,使得采樣 電阻R27上的第四釆樣電壓大于第四失調(diào)電壓Vos4 ，即第四失調(diào)比較器2084 的正輸入端的輸入電壓Vp4與負(fù)輸入端的輸入電壓V114的電壓差大于第四失調(diào) 電壓Vos4，此時，第四失調(diào)比較器2084將經(jīng)過反相器2033反相后輸出第四過 流信號OCP_4給調(diào)整電路209,調(diào)整電路209接收第4過流信號OCP一4后發(fā) 送調(diào)整信號給脈沖寬度調(diào)制器202,脈沖寬度調(diào)制器202根據(jù)調(diào)整信號調(diào)整 PWM信號的占空比生成調(diào)整后的PWM信號，調(diào)整后的PWM信號因占空比 的改變將能夠改變場效應(yīng)晶體管M2054的開啟時間，從而使場效應(yīng)晶體管 M2054的漏極的電流值小于Imax4,進(jìn)而避免場效應(yīng)晶體管M2054因其漏極 的工作電流超過其最大工作電流Imax4而被損壞。
圖5為本發(fā)明具體實施例中第一失調(diào)比較器2081、第三失調(diào)比較器2083 的電路原理圖，圖5中包括電流源1501、 PMOS晶體管MP502、 PMOS晶體管MP503、 MP504、 MP505、 MP508、 MP509、以及NMOS晶體管MN506、 MN507、 MN510、 MN511。其中，NMOS晶體管MN506、 MN507構(gòu)成輸入 差分對。
如圖5所示，對于圖2中的第一失調(diào)比較器2081和第三失調(diào)比較器2083， 可以通過對NMOS晶體管MN506、 MN507構(gòu)成的輸入差分對不匹配設(shè)計來 設(shè)定需要的失調(diào)電壓，例如，按預(yù)定比例分別設(shè)定NMOS晶體管MN506、 MN507的尺寸，其中，NMOS晶體管MN506的尺寸大于NMOS晶體管MN507 的尺寸。
圖6為本發(fā)明具體實施例中第二失調(diào)比較器2082、第四失調(diào)比較器2084 的電路原理圖，圖6中包括電流源1601、 NMOS晶體管MN602、 MN603、 畫604、應(yīng)605、 MN606、畫607、以及PMOS晶體管MP608、 MP609、 MP610、 MP611。其中，PMOS晶體管MP608、 MP609構(gòu)成輸入差分對。
如圖6所示，在第二失調(diào)比較器2082、第四失調(diào)比較器2084中，可以通 過對輸入差分對PMOS晶體管MP608、 MP609的不匹配設(shè)計來設(shè)定需要的失 調(diào)電壓，例如，按預(yù)定比例分別設(shè)定PMOS晶體管MP608、 MN609的尺寸， 其中，PMOS晶體管MP609的尺寸大于PMOS晶體管MN608的尺寸。
上述晶體管尺寸常常是指晶體管的寬度和長度的比值，即晶體管寬長比。
本發(fā)明將第一電流鏡電路單元和第二電流鏡電路單元組成釆樣電路，通過 該采樣電路獲得與H橋式輸出電路中的場效應(yīng)晶體管的漏極的工作電流對應(yīng) 的采樣電流，利用電流鏡電路的電流比例特性，使采樣電流遠(yuǎn)小于與該采樣電 流對應(yīng)的H橋式輸出電路中的場效應(yīng)晶體管的漏極的實際工作電流，然后通 過采樣電阻將采樣電流轉(zhuǎn)換成采樣電壓，作為失調(diào)比較器的輸入電壓，由于事 先根據(jù)H橋式輸出電路中的每個場效應(yīng)晶體管的漏極所能承受的最大工作電 流值設(shè)定了失調(diào)電壓比較器的失調(diào)電壓，因此，失調(diào)比較器對輸入的采樣電壓 與失調(diào)電壓進(jìn)行比較，當(dāng)采樣電壓大于失調(diào)電壓時，生成過流信號并發(fā)送給調(diào) 整電路，調(diào)整電路根據(jù)過流信號生成調(diào)整信號并發(fā)送給脈沖寬度調(diào)制器，脈沖 寬度調(diào)制器接收并根據(jù)調(diào)整信號調(diào)整PWM信號的占空比，進(jìn)而調(diào)整H橋式 輸出電路中的每個場效應(yīng)晶體管的漏極的工作電流，使每個場效應(yīng)晶體管的漏 極的工作電流均小于其最大工作電流，從而實現(xiàn)對場效應(yīng)晶體管的實時、精確、高效地過流保護(hù)。
另外，由于采樣電流遠(yuǎn)小于與其對應(yīng)的H橋式輸出電路中的場效應(yīng)晶體 管的漏極的工作電流，因此，大大降低了整個音頻功率放大器的功耗，尤其是 與直接將H橋式輸出電路中的場效應(yīng)晶體管的漏極的工作電流作為過電流保 護(hù)檢測電流的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中音頻功率放大器的功耗將遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于現(xiàn)有 技術(shù)中的音頻功率放大器的功耗。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā) 明的精神和原則之內(nèi)，對本發(fā)明實施例所作的任何修改、變更、組合、等同替 換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有過流保護(hù)的功率放大器，其特征在于，包括所述脈沖寬度調(diào)制時鐘電路，用于生成時鐘信號；所述脈沖寬度調(diào)制器，用于接收所述時鐘信號和外部輸入的模擬音頻信號，根據(jù)所述時鐘信號對所述模擬音頻信號進(jìn)行調(diào)制生成多個脈沖寬度調(diào)制PWM信號；驅(qū)動電路，用于接收所述多個PWM信號，并根據(jù)所述多個PWM信號生成多個驅(qū)動信號；輸出電路，用于接收所述多個驅(qū)動信號，根據(jù)所述多個驅(qū)動信號生成多個放大后的PWM信號；濾波器，用于分別對所述多個放大后的PWM信號進(jìn)行濾波處理還原生成模擬音頻信號；采樣電路，用于接收所述多個放大后的PWM信號，并對所述多個放大后的PWM信號進(jìn)行采樣生成多個采樣信號；比較器，用于接收所述多個采樣信號，并分別根據(jù)所述多個采樣信號檢測輸出電路的多個過流狀態(tài)，生成對應(yīng)于所述多個采樣信號的多個過流信號；調(diào)整電路，用于接收所述多個過流信號，并根據(jù)所述多個過流信號生成多個調(diào)整信號；其中，所述脈沖寬度調(diào)制器，還用于接收所述多個調(diào)整信號，根據(jù)所述多個調(diào)整信號對PWM信號的占空比進(jìn)行調(diào)整生成多個調(diào)整后的PWM信號，并將所述多個調(diào)整后的PWM信號重新發(fā)送給所述驅(qū)動電路。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述輸出電路為由多個第一類場效應(yīng)晶體管組成的H橋式輸出電路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率放大器，其特征在于， 所述多個放大后的PWM信號為所述多個第一類場效應(yīng)晶體管的漏極的電流信號。
4. 才艮據(jù)權(quán)利要求3所述的功率放大器，其特征在于， 所述采樣電路包括多個第二類場效應(yīng)晶體管，其中，多個第二類場效應(yīng)晶體管與多個第一類場效應(yīng)晶體管一一對應(yīng)形成電流鏡〗象電路，多個第二類場效 應(yīng)晶體管的漏極的電流信號為與多個第 一類場效應(yīng)晶體管的漏極的電流信號 對應(yīng)的多個采樣電流信號。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的功率放大器，其特征在于，所述采樣電路還包括多個釆樣電阻，所述多個采樣電阻用于將多個采樣電 流信號轉(zhuǎn)換為釆樣電壓信號。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的功率放大器，其特征在于，所述第二類場效應(yīng)晶體管的漏極的電流與第 一類場效應(yīng)晶體管的漏極的 電流鏡像比例為1:N，其中，根據(jù)第一、二類場效應(yīng)晶體管的尺寸確定采樣比 例系數(shù)N,采樣比例系數(shù)N的取值為大于或等于100。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的功率放大器，其特征在于， 所述比較器為失調(diào)比較器，所述失調(diào)比較器的失調(diào)電壓的計算公式為 Vos=Z x Imax/N公式中，Vos表示失調(diào)電壓，Imax表示所述第一類場效應(yīng)晶體管的漏極的 最大工作電流值，Z表示與場效應(yīng)晶體管對應(yīng)采樣電阻的電阻值，N表示采樣 比例系凄丈。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的功率放大器，其特征在于，所述失調(diào)比較器包 括正輸入端、負(fù)輸入端、輸出端，其中，失調(diào)比較器在確定所述采樣電壓大于所述失調(diào)電壓時，從所述輸出端輸出 過流信號。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的功率放大器，其特征在于，所述失調(diào)比較器包括差分對晶體管，通過對差分對晶體管的不匹配設(shè)計以 設(shè)置所述失調(diào)電壓。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述輸出電路的多 個過流狀態(tài)包括輸入信號過大^ I起的過流狀態(tài)； 輸出負(fù)載太小引起的過流狀態(tài)；以及 輸出短路造成的過流狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有過流保護(hù)的功率放大器，用于對功率放大器的輸出級中的場效應(yīng)晶體管進(jìn)行保護(hù)。通過電流鏡像電路組成的采樣電路采樣場效應(yīng)晶體管漏極的電流得到采樣電流，將采樣電流轉(zhuǎn)換成采樣電壓后輸入到失調(diào)比較器，失調(diào)比較器將采樣電壓與參考電壓比較生成過流信號并發(fā)送給調(diào)整電路，調(diào)整電路根據(jù)過流信號生成調(diào)整信號并發(fā)送給脈沖寬度調(diào)制器，脈沖寬度調(diào)制器根據(jù)調(diào)整信號調(diào)整PWM信號以調(diào)整場效應(yīng)晶體管信號的占空比，從而降低該場效應(yīng)晶體管的漏極的電流，實現(xiàn)對該場效應(yīng)晶體管實時、高效、精確的保護(hù)。同時，本發(fā)明通過通過電流鏡電路的微縮采樣減小采樣電路的功耗，從而降低功率放大器的靜態(tài)功耗，提高功率放大器的工作效率。
文檔編號H03F1/52GK101557203SQ20091012866
公開日2009年10月14日 申請日期2009年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日
發(fā)明者朱樟明, 石立勇, 許樂平, 浩 鄭 申請人:深圳市民展科技開發(fā)有限公司