基于高频链单级逆变的高效率低失真音频开关功放研究
发布时间：2021-05-19 04:52
音频开关功放因具有较高的效率而在广播系统、专业演出、影院系统、汽车音乐系统、便携式音箱、移动电子设备等场合获得了广泛的应用。开关功放通常需要一级开关电源将市电转换成合适的直流电压为其供电,因此音频信号放大过程需要经过两级功率转换。采用单级开关功放（Single-Stage Switching Amplifier,SSA）电路,可以实现音频信号的单级功率放大,减少一级功率转换电路,省去整流滤波电路,提高系统效率。此外,SSA输出脉宽调制（Pulse Wdith Modulation,PWM）波形频率是开关频率的两倍,可以以较低的开关频率获得PWM波倍频效果。上述优点使得SSA在高效率、高功率密度音频放大场合具有良好的应用前景。但是SSA存在周波变换器换流死区期间滤波电感电流与漏感电流没有流动通路而导致的电压尖峰大、能量损失与失真问题;此外SSA开关频率很高,高开关频率导致了高开关损耗,限制了SSA的实际应用。本文致力于解决SSA中存在的上述问题,研究具有高效率、低轻载功耗、低失真的单级功率转换音频开关功放电路。SSA电路滤波电感与漏感电流在周波变换器死区时间内没有流动通路,因而会产生非常...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 论文研究背景及意义
1.2 音频功放简介
1.2.1 音频功放性能指标
1.2.2 音频功放电路形式
1.2.3 两级功率变换开关功放
1.3 高频链单级逆变技术
1.3.1 工作原理
1.3.2 电路结构
1.3.3 调制方法
1.3.4 换流方法
1.4 单级开关功放研究现状
1.4.1 高效率低失真音频放大关键问题
1.4.2 双极性移相调制单级开关功放
1.4.3 单极性移相调制单级开关功放
1.4.4 多通道输出单级开关功放
1.5 论文的主要工作
1.5.1 章节安排
1.5.2 主要创新
第2章 全桥有源钳位高效率低失真单级开关功放
2.1 BPSMFBAC-SSA基本工作原理
2.2 原边软开关范围拓宽分析
2.3 电路工作模态分析
2.4 软开关实现条件分析
2.4.1 周波变换开关管
2.4.2 原边开关管
2.4.3 钳位开关管
2.5 单双极性移相调制FBAC-SSA对比
2.5.1 电路拓扑
2.5.2 软开关范围
2.5.3 输出电压失真
2.6 电路参数设计
2.6.1 变压器设计
2.6.2 励磁电感
2.6.3 钳位电容与原边电容
2.6.4 低通滤波器
2.6.5 反馈电路
2.7 实验验证与分析
2.7.1 稳态与动态工作波形
2.7.2 软开关验证
2.7.3 效率测试结果
2.7.4 失真测试结果
2.7.5 低压电池供电实验验证
2.8 本章小结
第3章 半桥有源钳位高效率低失真单级开关功放
3.1 半桥有源钳位实现原理分析
3.1.1 电压钳位与能量平衡
3.1.2 BPSMSSA有源钳位分析
3.1.3 BPSM半桥有源钳位SSA
3.2 电路工作模态分析
3.3 滤波电感能量回收分析
3.4 实验验证与分析
3.5 本章小结
第4章 双通道输出高效率低失真单级开关功放
4.1 电路拓扑与调制原理
4.2 周波变换器换流
4.3 原边开关管软开关
4.4 音频通道隔离度
4.5 双通道开关功放电路对比
4.6 实验验证与分析
4.7 本章小结
第5章 单级/两级混合高效率低失真2.1通道开关功放
5.1 混合2.1通道功放工作原理
5.2 开关损耗与导通损耗对比
5.3 电源泵问题及其消除原理
5.4 不同2.1通道开关功放电路对比
5.5 实验验证与分析
5.6 本章小结
结论与展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及科研成果
本文编号：3195153
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 论文研究背景及意义
1.2 音频功放简介
1.2.1 音频功放性能指标
1.2.2 音频功放电路形式
1.2.3 两级功率变换开关功放
1.3 高频链单级逆变技术
1.3.1 工作原理
1.3.2 电路结构
1.3.3 调制方法
1.3.4 换流方法
1.4 单级开关功放研究现状
1.4.1 高效率低失真音频放大关键问题
1.4.2 双极性移相调制单级开关功放
1.4.3 单极性移相调制单级开关功放
1.4.4 多通道输出单级开关功放
1.5 论文的主要工作
1.5.1 章节安排
1.5.2 主要创新
第2章 全桥有源钳位高效率低失真单级开关功放
2.1 BPSMFBAC-SSA基本工作原理
2.2 原边软开关范围拓宽分析
2.3 电路工作模态分析
2.4 软开关实现条件分析
2.4.1 周波变换开关管
2.4.2 原边开关管
2.4.3 钳位开关管
2.5 单双极性移相调制FBAC-SSA对比
2.5.1 电路拓扑
2.5.2 软开关范围
2.5.3 输出电压失真
2.6 电路参数设计
2.6.1 变压器设计
2.6.2 励磁电感
2.6.3 钳位电容与原边电容
2.6.4 低通滤波器
2.6.5 反馈电路
2.7 实验验证与分析
2.7.1 稳态与动态工作波形
2.7.2 软开关验证
2.7.3 效率测试结果
2.7.4 失真测试结果
2.7.5 低压电池供电实验验证
2.8 本章小结
第3章 半桥有源钳位高效率低失真单级开关功放
3.1 半桥有源钳位实现原理分析
3.1.1 电压钳位与能量平衡
3.1.2 BPSMSSA有源钳位分析
3.1.3 BPSM半桥有源钳位SSA
3.2 电路工作模态分析
3.3 滤波电感能量回收分析
3.4 实验验证与分析
3.5 本章小结
第4章 双通道输出高效率低失真单级开关功放
4.1 电路拓扑与调制原理
4.2 周波变换器换流
4.3 原边开关管软开关
4.4 音频通道隔离度
4.5 双通道开关功放电路对比
4.6 实验验证与分析
4.7 本章小结
第5章 单级/两级混合高效率低失真2.1通道开关功放
5.1 混合2.1通道功放工作原理
5.2 开关损耗与导通损耗对比
5.3 电源泵问题及其消除原理
5.4 不同2.1通道开关功放电路对比
5.5 实验验证与分析
5.6 本章小结
结论与展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及科研成果
本文编号：3195153
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3195153.html
