二 PWM调制器lib的输出时的条件。限幅检测器级156的输出通过使能信号SEN同时控制第一开关155a和第二开关155b。在第一 PWM调制器11a的和/或第二 PWM调制器lib的限幅的条件下，限幅检测器级156将使能信号SEN设置为启用值，这引起第一开关155a的和第二开关155b的闭合并且使得能够操作限幅控制环23。相反，在第一 PWM调制器11a的和第二 PWM调制器lib的正常操作条件下，限幅检测器级156将使能信号SEN设置为禁用值，这引起第一开关155a的和第二开关155b的断开并且禁止限幅控制环23的操作。以该方式，只有当共模反馈控制网络13的剩余部分由于限幅而不处于保证PWM驱动级10的适当的共模控制的条件时，才使用限幅控制环23。
[0059]在一个实施例(图8中图示)中，在音频放大器207中，内控制环24可以是缺失的，例如当外控制环25具有充分高的直流增益并且同时能够确保足够的稳定性时。
[0060]图9示出进一步的实施例。在该情况中，在音频放大器307中，外控制环25是缺失的，并且PWM驱动级10的共模控制在普通操作条件下被托付给内控制环24并且在第一PWM调制器11a的和/或第二 PWM调制器lib的限幅的条件下被托付给限幅控制环23。此夕卜，针对内控制环24，差分反馈控制网络12也可以从输出滤波器16a、16b的上游的PWM调制器11a、lib在输出处拾取反馈信号。
[0061]最后，显而易见的是，由此可以在不脱离如所附权利要求书所限定的本发明的范围的情况下对本文所描述的放大器和方法做出修改和变型。
【主权项】
1.一种开关放大器，包括: 半桥第一 PWM调制器(11a)； 半桥第二 PWM调制器(11b)； 至少一个放大器级(8)，被配置成接收输入信号(IIN+，IIN);以及 PWM控制级(10)，被配置成根据所述输入信号(IIN+，IIN)通过相应的第一 PWM控制信号(SPWM+)和第二 PWM控制信号(SPWM)来控制所述第一 PWM调制器(11a)和所述第二 PWM调制器(lib)的开关； 其中所述放大器级(8)和所述PWM控制级(10)具有全差分结构。2.根据权利要求1所述的开关放大器，包括共模反馈控制网络(13)，所述共模反馈控制网络(13)被耦合至所述第一 PWM调制器(11a)和所述第二 PWM调制器(11b)的输出并且被配置成维持所述PWM控制级(10)的共模电压基本恒定。3.根据权利要求2所述的开关放大器，包括在所述第一PWM调制器(11a)与第一输出端子(18a)之间的第一输出滤波器(16a)和在所述第二 PWM调制器(11b)与第二输出端子(18b)之间的第二输出滤波器(16b);并且其中所述PWM控制级(10)具有被耦合至所述第一PWM调制器(11a)且被配置成提供所述第一 PWM控制信号(SPWM+)的第一差分输出和被耦合至所述第二 PWM调制器(11b)并且被配置成提供所述第二 PWM控制信号(SPWM)的第二差分输出。4.根据权利要求3所述的开关放大器，其中所述共模反馈控制网络(13)包括内控制环(24)，所述内控制环(24)被配置成拾取分别在所述第一输出滤波器(16a)的和在所述第二输出滤波器(16b)的上游、在所述第一 PWM调制器(11a)和所述第二 PWM调制器(11b)的输出处的相应的反馈信号。5.根据权利要求4所述的开关放大器，其中所述内控制环(24)具有在所述第一PWM调制器(11a)的所述输出与所述PWM控制级(10)之间的相应的第一支路(24a)和在所述第二PWM调制器(11b)的所述输出与所述PWM控制级(10)之间的相应的第二支路(24b)。6.根据权利要求3至5中的任一项所述的开关放大器，其中所述共模反馈控制网络(13)包括外控制环(25)，所述外控制环(25)被配置成拾取在所述第一输出滤波器(16a)和所述第二输出滤波器(16b)的下游的相应的反馈信号。7.根据权利要求6所述的开关放大器，其中所述外控制环(25)具有在所述第一输出滤波器(16a)与所述PWM控制级(10)之间的相应的第一支路(25a)和在所述第二输出滤波器(16b)与所述PWM控制级(10)之间的相应的第二支路(25b)。8.根据权利要求2至7中的任一项所述的开关放大器，其中所述共模反馈控制网络(13)包括限幅控制环(23)，所述限幅控制环(23)被配置成拾取在所述第一 PWM调制器(11a)和所述第二 PWM调制器(11b)的上游的相应的反馈信号。9.根据权利要求8所述的开关放大器，其中所述限幅控制环(23)具有在所述第一差分输出与所述PWM控制级(10)的共模控制端子(10a)之间的相应的第一支路(23a)和在所述第二差分输出与所述PWM控制级(10)的所述共模控制端子(10a)之间的相应的第二支路(23b)。10.根据权利要求8或9所述的开关放大器，包括被配置成检测所述第一PWM调制器(11a)与所述第二 PWM调制器(11b)之间的至少一个的限幅的条件的限幅检测器级(156)，和被配置成根据所述限幅检测器级(156)的响应交替地启用和禁用所述限幅控制环(23)的选择启用级(155a，155b)。11.根据权利要求10所述的开关放大器，其中所述选择启用级(155a，155b)被配置成当所述第一 PWM调制器(11a)与所述第二 PWM调制器(11b)之间的至少一个PWM调制器处于限幅条件时启用所述限幅控制环(23)并且否则禁用所述限幅控制环(23)。12.根据权利要求2至11中的任一项所述的开关放大器，其中所述第一PWM调制器(11a)和所述第二 PWM调制器(11b)根据具有开关频率的第一参考信号(ICK+)和第二参考信号(IeK)被控制；并且包括低通滤波器(51)，所述低通滤波器(51)被配置成基本上抑制从所述共模反馈控制网络(13)反馈至所述PWM控制级(10)的所述开关频率上的振荡。13.根据权利要求12所述的开关放大器，其中所述PWM控制级(10)包括被对称地连接在所述PWM控制级的差分输入与差分输出之间以便形成全差分结构的单端子型的第一控制放大器(50a)和第二控制放大器(50b)，并且所述低通滤波器(51)具有被耦合至所述第一控制放大器(50a)和所述第二控制放大器(50b)的相应的输入的输出。14.根据前述权利要求中的任一项所述的开关放大器，其中所述放大器级(8)具有被分别连接至所述PWM控制级(10)的正输入和负输入的正输出和负输出。15.根据前述权利要求中的任一项所述的开关放大器，包括多个级联的放大器级(8)，每个均具有被分别耦合至下一放大器级(8)的正输入和负输入的正输出和负输出。16.根据前述权利要求中的任一项所述的开关放大器，包括差分反馈控制网络(12)，所述差分反馈控制网络(12)形成具有所述放大器级和所述PWM控制级(10)的嵌套环反馈结构。17.一种音频系统，包括信号源(2)、再现器单元(3)和至少一个扬声器(5)，其中所述再现器单元(3)包括根据前述权利要求中的任一项所述的至少一个开关放大器(7 ;107 ;207 ；307)。18.一种用于控制扬声器的方法，包括: 根据输入信号(IIN+，ΙΙΝ)、通过开关放大器(7)生成第一 PWM控制信号(SPWM+)和第二PWM控制信号(SPWM);以及 分别通过所述第一 PWM控制信号(SPWM+)和所述第二 PWM控制信号(SPWM)控制第一半桥PWM调制器(11a)的和第二半桥PWM调制器(11b)的开关； 其中生成包括通过具有全差分结构的至少一个放大器级(8)和一个PWM控制级(10)处理所述输入信号(IIN+，IIN)。19.根据权利要求18所述的方法，包括控制所述PWM控制级(10)的共模电压。20.根据权利要求19所述的方法，其中控制包括拾取在所述第一PWM调制器(11a)和所述第二 PWM调制器(11b)的下游的第一反馈信号(SFBI+，SFBI，SFBS。，SFB0)。21.根据权利要求19或20所述的方法，其中控制包括拾取在所述第一PWM调制器(11a)和所述第二 PWM调制器(11b)的上游的第二反馈信号(SFBS+，SFBS )。22.根据权利要求18至20中的任一项所述的方法，在一个操作模式中包括: 取消所述输入信号(IIN+，IlN )中的一个输入信号； 通过开关放大器(7)的第一输出(18a)与第二输出(18b)之间的仅一个输出并通过所述放大器级(8)的第一输出和第二输出之间的仅一个输出来执行在所述PWM控制级(10)上的共模控制；以及 检测被施加至存在于开关放大器(7)的所述第一输出(18a)与所述第二输出(18b)之间的负载(5)的电流。
【专利摘要】本公开提供了D类开关放大器和控制扬声器的方法。一种开关放大器包括第一半桥PWM调制器、第二半桥PWM调制器和被配置成接收输入信号的至少一个放大器级。开关放大器还包括PWM控制级，其被配置成通过相应的第一PWM控制信号和第二PWM控制信号根据输入信号控制第一PWM调制器的和第二PWM调制器的开关。放大器级和PWM控制级具有全差分结构。
【IPC分类】H03F3/217, H03F1/30
【公开号】CN105375888
【申请号】CN201510441205
【发明人】M·莱蒙迪, E·博蒂
【申请人】意法半导体股份有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年7月24日
【公告号】CN205160474U, EP2983292A1, US20160043696