一种基于Class-D的数字功率放大器设计方法技术

本发明专利技术涉及电能无线传输技术领域，公开了一种基于Class‑D的数字功率放大器设计方法，首先构建数字功率放大器，包括微型计算机或计算机、信号驱动电路、信号放大电路和滤波电路；所述微型计算机或计算机接收SPW M信号，并计算所述SPW M信号的脉冲宽度；根据所述SPW M信号的脉冲宽度，将所述SPW M信号转换为二进制的数字控制信号；所述信号驱动电路接收所述数字控制信号进行驱动，并输出给所述信号放大电路；所述信号放大电路用于将所述数字控制信号进行放大；所述滤波电路用于将放大后的数字控制信号进行滤波，并输出。本发明专利技术简化了数字功率放大器的整体结构，减小电路设计复杂度，减小电路成本，提高了数字功率放大器的适用性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于Class-D的数字功率放大器设计方法
本专利技术涉及电能无线传输
，更具体的说，特别涉及一种基于Class-D的数字功率放大器设计方法。
技术介绍
随着电能无线传输技术的不断成熟，推动了电能无线传输的产品快速发展。其中磁谐振耦合式电能无线传输技术有着远距离电能传输，高功率高效率传输和支持多个设备充电的优点，被广泛研究。在大功率设备电能传输研究方向，被运用于工业机器人、电动汽车等设备的电能传输；在小功率电能传输研究方向，多运用在智能手机、电脑、小型机器人的无线充电。但是目前的磁谐振式充电系统实际能量传输效果并不理想，面临着传输效率和功率偏低，无法传输信息或传输信息的质量差以及传输范围小等问题。产生这些问题的很大原因在于谐振信号放大的环节，即系统的功率放大器。传统的A类、B类和AB类放大器中最大的理想传输效率只有78％，而且输出的信号失真严重，无法满足磁谐振式充电系统的需求。Class-D功率放大器的晶体管工作在饱和区，能量消耗极低，能传输大功率信号，其理论的传输效率可达100％，被广泛运用于音频的功率放大，在目前的磁谐振式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Class-D的数字功率放大器设计方法，其特征在于：该设计方法具体步骤包括如下：/n构建数字功率放大器，包括微型计算机或计算机、信号驱动电路、信号放大电路和滤波电路；/n所述微型计算机或计算机接收SPW M信号，并计算所述SPW M信号的脉冲宽度；/n根据所述SPW M信号的脉冲宽度，将所述SPW M信号转换为二进制的数字控制信号；/n所述信号驱动电路接收所述数字控制信号进行驱动，并输出给所述信号放大电路；所述信号放大电路用于将所述数字控制信号进行放大；所述滤波电路用于将放大后的数字控制信号进行滤波，并输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于Class-D的数字功率放大器设计方法，其特征在于：该设计方法具体步骤包括如下：
构建数字功率放大器，包括微型计算机或计算机、信号驱动电路、信号放大电路和滤波电路；
所述微型计算机或计算机接收SPWM信号，并计算所述SPWM信号的脉冲宽度；
根据所述SPWM信号的脉冲宽度，将所述SPWM信号转换为二进制的数字控制信号；
所述信号驱动电路接收所述数字控制信号进行驱动，并输出给所述信号放大电路；所述信号放大电路用于将所述数字控制信号进行放大；所述滤波电路用于将放大后的数字控制信号进行滤波，并输出。


2.根据权利要求1所述的基于Class-D的数字功率放大器设计方法，其特征在于：所述SPWM信号脉冲宽度的计算过程如下：
确定控制信号的参数，包括载波信号幅值A、载波比N、调制度M和调制信号频率f；
根据所述参数，构建单周期的正弦调制信号的表达式；
根据所述参数，构建载波信号的表达式；
计算得到半周期正弦调制信号对应的SPWM信号；
根据调制信号和载波信号的频率关系，对所述载波信号的表达式进行转换；
根据所得到的SPWM信号、及其与转换后载波信号表达式之间的关系，得到SPWM信号的脉冲宽度。


3.根据权利要求2所述的基于Class-D的数字功率放大器设计方法，其特征在于：所述正弦调制信号的表达式，如公式(1)所示：



其中，t为系统时间。


4.根据权利要求3所述的基于Class-D的数字功率放大器设计方法，其特征在于：所述载波信号的表达式，y1,n和y2,n分别为线性增加函数和线性减小函数，如公式(2)所示：



其中：a表示线性函数的斜率，T为周期时间。


5.根据权利要求4所述的基于Class-D的数字功率放大器设计方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄峻健，赵毓斌，须成忠，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44