最常见的音频功率放大器在类AB模式下运行。它提供最大的输出功率，而失真量最少。不利的一面是它消耗了很多力量。此外，为了消除热量，通常需要散热器和通风。
但是，这些放大器逐渐被D类放大器取代，尤其是在汽车应用中。D类放大器是比相当于的AB等效物更有效且产生更少的热量的开关。如果您正在设计汽车音频设备，那么该考虑将D类放大器作为AB类的替代方法了。从类AB音频放大器升级到D类为汽车音频带来了一些重大好处。
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D类基础
D类放大器已经存在了十多年，但是由于工程师了解了优点和缺点，因此他们的采用是渐进的。同时，开发继续使D类放大器比以往任何时候都更好。这是关于D类放大器与传统的AB放大器的好处和缺点的简要摘要。
AB类
益处：最低的失真 - 总谐波失真加噪声（THD + N）小于0.1％。
缺点：效率低下 - 最大可能的效率约为60％。高功耗和大量热量产生。它的尺寸也更大。
d
好处：高效率 - 大于90％。更少的功耗和较低的热量产生。尺寸较小。一个小包装中的极高功率潜力（400至500 W）。
缺点：更高的失真水平，THD + N高达10％，但仍然可以理解。产生噪音。
D类放大器的操作解释了其优势和缺点。图1显示代表电路。图2说明电路操作。
1.显示的是基本D类放大器的主要电路。
2.三角波和音频输入信号与比较器的组合产生PWM信号。
在D类IC内生成高频三角波信号。该频率在50 kHz至2.1-MHz范围内。它应用于比较器的一个输入。另一个比较器输入是要放大的音频信号。
比较器生成一个脉冲宽度调节（PWM）信号，该信号包含要扩增的信号。PWM在保持恒定频率的同时改变了脉冲的占空比。PWM信号驱动两个开关MOSFET，产生高压PWM信号。然后，低通滤波器平滑并平均PWM以恢复放大的原始音频信号。
场效应管输出消耗任何力量时off, and when they’re on, their very low “on” resistances consume little power. The switched output is responsible for higher power and efficiency. However, the switched output contains harmonics that must be filtered out. The switching output naturally produces some noise or interference.
例如，如果开关频率为400 kHz，则第二和第三谐波（800 kHz和1200 kHz）落在AM无线电频段内（535 kHz至1705 kHz）内，可能会引起电磁兼容性（EMC）问题。输出过滤器在处理这些问题方面起着重要作用。但是，更好的解决方案是使用更高的开关频率。
典型的D类放大器通常以桥接式载荷（BTL）配置连接图3A。电路看起来像图3b。这种安排有几个好处。首先，您可能已经注意到图1并且需要正和负直流供应。这是一个令人讨厌的事情，因为这是一个额外的费用和并发症，尤其是对于拥有12V供应的汽车。有DC-DC转换器可用，但是BTL布置消除了问题。
3.桥梁绑扎载荷提供了增强功率，并消除了对负供应的需求。插图是概念（a）和产生平衡输出（b）的开关。
另一个好处是，在输入的正和负峰上，扬声器负载的正常电压是正常电压的两倍。由于功率与电压平方成正比（P = V2/r），可以使用更高的功率。实际上，所有类D IC放大器都将此桥梁配置与平衡的扬声器输出一起使用。
使用平衡负载，通常将过滤器分配如图所示图4。
4.这是平衡负载的常见低通滤波器配置。开关速度越高，正确过滤PWM信号所需的电感器越小。
D级的理由
每年都会在仪表板后面添加更多的电子设备。一些示例包括收音机，流媒体音乐的音响系统，免提蓝牙手机和语音响应单元，仅举几例，无疑会更接下来。因此，毫不奇怪的是，仪表板后面的空间是有史以来的溢价。D Class Audio放大器由于其小尺寸提供了解决方案。它们对传统的AB音频放大器的高效率使热量在小空间中保持最低水平。
因此，小空间需求解决了许多自动音频工程师正在考虑从AB类转换为D类D的主要原因。
另一个原因是对电磁干扰（EMI）的恐惧。汽车必须通过严格的EMC测试，并应评估任何潜在的来源。通过适当的设计，2.1-MHz开关频率和良好的过滤器，EMI将符合测试标准。
D级艺术的当前状态
目前针对汽车用例的当前D类放大器的一个很好的例子是Texas Instruments的TPA6304-Q1，用于汽车信息娱乐应用程序的微型2.1-MHz，4通道类似物输入类音频解决方案。TPA6304-Q1的2.1-MHz开关频率使客户能够显着降低电感器大小以及PCB大小，消除AM无线电干扰并优化总系统成本。
该设备使用14.4-V电源在10％THD+N和45 W中以27 W的4Ω提供了四个通道。它在4.5至18 V的供应电压范围内运行。TPA6304-Q1非常适合仪表板头部单元和外部放大器系统，因为它占用很少的空间并产生最小的热量。芯片还合并了我2C诊断和保护。
一个TPA6304-Q1的评估模块可用。它具有USB和模拟输入选项以及车载USB-I2C用于GUI驱动评估的C控制器。
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