避免过压，最大限度地减少电源抽吸的供应

避免过压，最大限度地减少电源抽吸的供应
介绍
一个奇怪的现象可能会出现与D类音频放大器，具有单端输出负载：为电源提供给负载的电源电压增加。这种现象被称为电源的“抽水”和不熟悉的D类放大器的工程师可能会发现它非常令人费解。如果不采取补救措施电源抽水，在电源电压的增加可能会损坏系统。

本应用笔记讨论了电源泵的原因，并提出解决这一问题的解决方案。作为范例电路MAX9742 D类放大器。

了解电源泵
通常电源抽成低阻抗负载输出时低频波形发生。许多电源只能从积极的输出电流源和沉从负输出电流。然而，大多数实验室的电源或线性电源整流用二极管，因而不沉从正输出和负输出电流源的电流。
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图1显示了一个典型的电源连接到MAX9742。当输出为负周期的正弦波，输出电流流经由箭头所示的路径在地面以下的扬声器波动。由于MAX9742是D类放大器，在输出节点从VDD到VSS波动。 MOSFET M1导拉节点一个上升到VDD电压，MOSFET的M2的开启拉节点的电压下降到VSS。电流显示箭头交替，取决于是否M1或M2是。与M2上，通过M2和再返回到电源通过D2的电流流过。与M1，通过货币供应量M1的电流流过，和D1被反向偏置，所以目前进入C1倾倒。此电流，反过来，增加幅度在VDD电压。

图1。插图在正弦波的负周期到输出电流的流动。

图2显示了电源波形和扬声器输出波形将发生在电源抽水。从T1到T2的波形负半周期，这是类似图1中的电流方向。由此可以看出，VDD（1）黄色通道被抽到一个更积极的T1和T2之间的电压。由于输出正弦波的变化在T2的良性循环，增加对VDD电压从C1出院。在同一时间，VSS（2）蓝色通道变得更负电荷，由于越来越多的正输出电压到C2的倾倒。输出波形开始时，再次摆动负周期将重演。

图2。插图电源抽水的影响。从T1到T2的时间，代表输出波形的负半周期。

图2中的数据是从MAX9742的输出之一。 VDD和VSS分别为±15V1000μF电容被放置两个电源。 4Ω电阻加载输出和输入信号是20Hz的。

因为泵在低频率为较长时期，也就是说，前相位相反的波形输出放电的电源电容C1或C2电源，电源泵，更大的问题是在低频率操作。

供电泵可能会导致应用程序超过绝对最大额定值，从而有可能损害电容C1和C2和/或输出MOSFET M1和M2内MAX​​9742或其他D类放大器。

抽水电源的解决方案，为有三种简单的方法来减少问题。
由于MAX9742具有两个单端输出，可以弥合两个输出成为一个通道。在桥接输出配置，输出信号相尊重对方。因此，抽在一个通道的电源，将取消在其他渠道的抽水。

在大多数的音轨，在音乐的低频能量是单声道（即，相同的左和右声道）。因此，可以扭转通道1通道2的极性。如图3所​​示，音频输入通道2倒。通道1和通道2输出与相互尊重，淘汰，因此取消了在其他渠道的抽水电源抽水发生在一个通道。在这种情况下，需要在通道2上的扬声器端子音频连接极性相反连接。此配置将“联合国反转”信号输出通道2通道1和通道2的音频内容，使彼此相。

图3。插图显示如何扭转2和1个通道的极性，克服电源抽水。

更大的电源电容（1000μF），也有助于减少电源抽水的幅度。较大的电容接受更多的电流电源之前被“抽了。”电容器接收电流，有更多的时间履行泵浦的电源电压的相位相反的信号。


数学模型
使用公式1可以模拟电源泵的一个很好的近似：

为了简化，我们假设：

VDD电压为VSS

M1和M2 = 0的RDS（ON）

因此：

ΔVDD=（1 / c）×（/ RLOAD）×[（1/2×π） - （A/8VDD）]×TSINE（公式1）

其中：
C是VDD电源（C1）的旁路滤波电容
一个是输出正弦波的振幅
Rload是扬声器的阻抗
VDD是名义上的正电源电压值
TSINE是输出正弦波期

公式1是抛物线波形的峰值发生时，振幅=（2 /π）×VDD之间。

使用=（2 /π）×VDD电压和插入到公式1，我们得到的最大抽电源电压：

ΔVDD（最大值）= [为VDD /（2×π×π）]×[TSINE /（RLOAD×）]（式2）

在一个±15V电源和20Hz的正弦波输出8Ω扬声器负载，VDD可以泵到21.6V与220μF电源电容器。电源电容的大小，以增加1000μF会减少这个最大的抽水电压至4.7V供应。因此，公式（2）表明，抽水电源电压可以降低，如果设计使用电源超过1000μF电容。

结论
供电抽水是打低频率的音频信号通过单端输出，D类放大器驱动低阻抗负载时所发生的问题。虽然电源抽水理解这一现象，并应用在这里提出的解决方案，可能会很麻烦，问题可以很容易地降低到一个放大器和外部元件的安全水平。