一种D类音频放大器装置，包括电路(30；50)，该电路(30；50)用于读取由该放大器向负载(15)供应的负载电流(ILOAD)，所述放大器包括末级，该末级包括全H桥(11)，该全H桥(11)包括第一半桥(12)和第二半桥(22)；所述电路(30；50)被配置成用于通过在接通周期期间测量其漏极‑源极电压(VDSLP)读取由至少一个功率晶体管(13b，23b)供应的电流(IOUTP，IOUTM)来估计所述负载电流(ILOAD)，该至少一个功率晶体管(13b，23b)特别是所述第一半桥(12)或第二半桥(22)的低侧晶体管。
【技术实现步骤摘要】
本公开内容涉及包括用于读取由放大器向负载供应的电流的电路的D类音频放大器，所述放大器包括末级(finalstage)，该末级包括H桥(Hbridge)，该H桥包括第一半桥(half-bridge)和第二半桥，用于读取负载电流的所述电路被配置成用于通过在所述第一半桥或所述第二半桥的至少一个功率晶体管(特别地，低侧晶体管)的接通周期(ONperiod)期间测量漏极-源极(drain-to-source)电压读取由至少一个半桥在输出处供应的电流来估计所述负载电流。各种实施例可以被应用到音频功率放大器，而且还应用于需要检测负载电流的其它全桥级(full-bridgestage)。
技术介绍
在D类音频放大器中，出于各种原因，诸如扬声器的状态的诊断或向其施加线性化技术，频繁出现需要准确读取末级供应到负载的电流。因为通常不便于求助于昂贵而笨重的外部电路用于电流传感，所以必须求助于通过测量由功率MOSFET供应的电流的内部传感。在低频下，只要在滤波电容器中流动的电流可以忽略不计，则这些电流等于负载电流。就此而言，图1图示了功率音频放大电路的末级的全H桥11。D类放大电路的末级的体系结构本身被本领域技术人员已知，并且一般包括比较器，该比较器将输入信号和由用于向开关控制器供应PWM驱动信号的三角波生成器产生的信号相比较，该开关控制器又控制H桥11的MOSFET的断开和闭合状态，其中，它向H桥11的栅电极供应所述PWM驱动信号。H桥11是全桥，其包括两个半桥：第一半桥12，其包括高侧功率MOSFET13a(即，一个连接到电源VDD)和低侧功率MOSFET13b(即，一个连接到接地GND)，该低侧功率MOSFET13b向低侧晶体管的漏电极和高侧晶体管的源电极之间公共的第一输出节点OUTP供应第一输出电流IOUTP；和第二半桥22，其包括向第二输出节点OUTM供应第二电流IOUTM的相应的高侧MOSFET23a和相应的低侧MOSFET23b。通过对应的LC滤波器14，24向在其上确定负载电流ILOAD扬声器15的输入端子供应桥11的每个半桥12，22的输出电流IOUTP，IOUTM，LC滤波器14，24的函数本身也被D类音频放大器领域的技术人员已知并且没有在本文中进行任何进一步描述。应当指出，在图1中，高侧晶体管是n沟道类型，但是它们还可以是p沟道类型，在这种情况下，在漏电极上检测输出电流。参照图2的电路图和图3的对应的时间曲线图，表示当前用于进行读取负载电流ILOAD的方案。设想在由图3中被指定为ts的时刻采样图1的电路的低侧晶体管13b(或23b)的漏极-源极电压VDSLP，其中，由于外部LC滤波器14(或24)的有限电感而导致的电流纹波消失。这是经由传感电路30获得，该传感电路30包括用于进行读取低侧晶体管13b的漏极-源极电压VDSLP的前置放大器31，所述前置放大器31经由插在漏极与源极和前置放大器31的相应的引脚之间的每个连接上的驱动保护开关32与到低侧晶体管13b的漏极和源极的两个输入引脚进行连接。这些开关32由保护信号SWPRP驱动，从而保护前置放大器31免受高电压，同时，在前置放大器31的输出上设定的另一采样开关与连接到模拟接地AGND的相应的采样电容器一起构成采样和保持电路33，该采样和保持电路33由驱动电路33的开关的断开和闭合状态的模拟-数字转换器(ADC)34的对应的采样和保持信号SWSH来驱动。在这方面，图3图示了表示作为时间t的函数的第一输出电流IOUTP、漏极-源极电压VDSLP、保护信号SWPRP、以及采样和保持驱动信号SWSH的曲线图。应当指出，在采样时刻ts采样漏极-源极电压VDSLP，其中，在直流和低频下，它与通过低侧晶体管13b的接通(switch-on)电阻RDSONLP的负载电流ILOAD成比例。而且，在图3中被指定为ta的是高侧MOSFET的关断时刻，例如，13a；和低侧MOSFET的接通时刻，例如，13b。被指定为tb的是低侧晶体管的关断时刻和高侧晶体管的接通时刻。一旦漏极-源极电压VDSLP已经被采样，就从与参照漏极-源极电压VDSREF的比较来获得关于电流的信息。该参照漏极-源极电压VDSREF由参照功率MOSFET13c(图4中图示)生成，并且电性地且热性地(electricallyandthermally)耦合到以已知的长宽比(aspectratio)和电流递送第一输出电流IOUTP的MOSFET13b。通过计算漏极-源极电压VDSLP和参照漏极-源极电压VDSREF之间的比值，获得第一输出电流IOUTP，如图4所示，其中被指定为IREF是参照电流生成器16的电流，该参照电流生成器16迫使电流进入MOSFET13c的漏极。MOSFET13b和13c的漏极-源极接通电阻被指定为RDSONLP和RDSREF。因此，可以根据如下的这些量来计算输出电流IOUTP：VDSREF＝RDSREF·IREFVDSLP＝RDSONLP·(-IOUTP)IOUTP＝-(IREF·RDSREF/RDSONLP)·VDSLP/VDSREF通过图2的传感电路30来测量漏极-源极电压VDSLP和VDSREF，而其它参数是已知的设计参数或者在进一步修整操作之后获得。只参照图2和图3描述的电路会呈现各种限制。如图5的曲线图所示，它表示输出电流IOUTP和由电路30采样的对应的电流ISAMP，采样时刻ts的误差事实上导致了读取误差。理想的是，当LC滤波器14的电感中的纹波的影响为零并且输出电流IOUTP等于负载电流ILOAD的平均值时，漏极-源极电压VDSLP的采样必须进行。如果采样未在该时刻进行，但是在时间Δt之后，由于纹波电流而叠加在信号上的是不希望的电流贡献ΔI，如图5出现，其中所表示的是电流ILOAD以及电流IIDEAL和ISAMP的两个值，一个在理想采样时间tIDEAL进行评价并且另一个在有效采样时间tSAMP＝tIDEAL+△t进行评价。而且，采样受到末级的饱和(saturation)的限制。当信号增长时，低侧晶体管的占空比减小(该时间间隔由图3的保护信号SWPRP的高电平表示)。当占空比相当于或短于栅极的充电时间、再加上读取电路以及采样和保持电路两者的稳定时间(settlingtime)时，不再能够进行精确读取电流。参照图3，这意味着其中采样和保持信号SWSH为高的时间间隔太短。为了防止与饱和联系的该问题，超越一定电平信号时，可能选择以切换读取另一半桥上的电流，但是切换到读取另一半桥会伴有招致不连续性的高风险。
技术实现思路
如先前所讨论的，本文中所描述的实施例的目的是提高根据现有技术的电路的电位。由于具有在随后的权利要求中回顾的特点的电路，各种实施例实现了上述目的。本公开提供了一种D类音频放大器装置，包括电路(30；50)，所述电路(30；50)用于读取由所述放大器装置向负载(15)供应的负载电流(ILOAD)，所述放大器包括末级，所述末级包括H桥(11)，所述H桥(11)包括第一半桥(12)和第二半桥(22)，用于读取负载电流(ILOAD)的所述电路(30；50)被配置成用于通过在所述第一半桥(12)或所述第二半桥(22)的至少一个功率晶体管(13b，23b)的接本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种D类音频放大器装置，其特征在于，包括电路(30；50)，所述电路(30；50)用于读取由所述放大器装置向负载(15)供应的负载电流(ILOAD)，所述放大器包括末级，所述末级包括H桥(11)，所述H桥(11)包括第一半桥(12)和第二半桥(22)，用于读取负载电流(ILOAD)的所述电路(30；50)被配置成用于通过在所述第一半桥(12)或所述第二半桥(22)的至少一个功率晶体管(13b，23b)的接通周期期间测量漏极‑源极电压(VDSLP)读取由所述半桥(12，22)的至少一个半桥在输出处供应的电流(IOUTP，IOUTM)来估计所述负载电流(ILOAD)，所述至少一个功率晶体管(13b，23b)特别地是低侧晶体管，所述放大器装置特征在于：它包括传感电路(50)，所述传感电路(50)包括用于检测来自所述第一半桥(12)的晶体管(13b)的第一漏极‑源极电压(VSP)和来自所述第二半桥(22)的对应的晶体管(23b)的第二漏极‑源极电压(VSM)的电路部分(52P，52M；62)，所述传感电路(50)包括：用于计算由所述电路部分(52P，52M；62)检测的所述第一漏极‑源极电压(VSP)和所述第二漏极‑源极电压(VSM)之间的差异的模块；和用于对所述差异执行求平均运算以获得待被供应到模拟‑数字转换器(54)的传感电压值(VSENSE)的模块。...
【技术特征摘要】
2015.12.07 IT 1020150000809851.一种D类音频放大器装置，其特征在于，包括电路(30；50)，所述电路(30；50)用于读取由所述放大器装置向负载(15)供应的负载电流(ILOAD)，所述放大器包括末级，所述末级包括H桥(11)，所述H桥(11)包括第一半桥(12)和第二半桥(22)，用于读取负载电流(ILOAD)的所述电路(30；50)被配置成用于通过在所述第一半桥(12)或所述第二半桥(22)的至少一个功率晶体管(13b，23b)的接通周期期间测量漏极-源极电压(VDSLP)读取由所述半桥(12，22)的至少一个半桥在输出处供应的电流(IOUTP，IOUTM)来估计所述负载电流(ILOAD)，所述至少一个功率晶体管(13b，23b)特别地是低侧晶体管，所述放大器装置特征在于：它包括传感电路(50)，所述传感电路(50)包括用于检测来自所述第一半桥(12)的晶体管(13b)的第一漏极-源极电压(VSP)和来自所述第二半桥(22)的对应的晶体管(23b)的第二漏极-源极电压(VSM)的电路部分(52P，52M；62)，所述传感电路(50)包括：用于计算由所述电路部分(52P，52M；62)检测的所述第一漏极-源极电压(VSP)和所述第二漏极-源极电压(VSM)之间的差异的模块；和用于对所述差异执行求平均运算以获得待被供应到模拟-数字转换器(54)的传感电压值(VSENSE)的模块。2.根据权利要求1所述的放大器装置，其特征在于，用于计算所述第一漏极-源极电压(VSP)和所述第二漏极-源极电压(VSM)之间的所述差异的模块是差分放大器。3.根据权利要求1或权利要求2所述的放大器装置，其特征在于，用于对所述差异执行求平均运算以获得传感电压值(VSENSE)的模块是低通滤波器。4.根据权利要求1或权利要求2所述的放大器装置，其特征在于，用于检测来自所述第一半桥(12)的晶体管(13b)的第一漏极-源极电压(VSP)和来自所述第二半桥(...
【专利技术属性】
技术研发人员：E·博蒂，M·莱蒙迪，
申请(专利权)人：意法半导体股份有限公司，
类型：新型
国别省市：意大利;IT
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