ZXCD1000是ZETEX公司(www.zetex.com)生产的数字功放PWM驱动控制电路。ZXCD1000配合外部的四只超高速MOSFET功率管,在35V单电源电压时,可以向4Ω的负载提供每声道150W以上的输出功率,其效率高达90%以上,且噪声小于-115dB,总谐波失真度低于0.05%。
ZXCD1000采用16脚超小型双列树脂扁平贴片式封装,内部框图如图1所示。ZXCDl000由振荡器、三角波发生器、放大器电路、激励电路、输出驱动器等部分组成。

振荡器及周边电路产生标准的三角波(不是锯齿波),比较器则将此标准三角波与输入的音频模拟信号进行比较,产生随音频信号振幅变化而变化的PWM波,驱动大功率MOSFET管工作在开关状态。ZXCD1000的主要电气参数如附表所示。ZXCD1000的详细资料见本期配刊光盘的“本期元器件资料”文件夹。销售信息可上网(www.microelectr.com.hk)查询。
目前,很多厂家都采用ZXCD1000制作大功率数字功放,本文介绍两款采用ZXCD1000制作的数字功放的工作原理。
采用ZXCD1000组成的单声道50W数字功放的电路原理图如图2所示(图中只有一个声道,另一声道完全相同)。

从音源输入的音频信号经耦合电容C2及R1、C1低通滤波后分为两路:一路送至IC2A的同相输入端;另一路则经过R10、R13送到IC2B的正、反相输入端。IC2是双运放集成电路,其中IC2A组成电压跟随放大器,IC2B组成反相比例放大器,音频信号通过此隔离电路后,产生同相、反相两种音频信号,分别送到IC1的①脚和⑧脚,与IC1内部产生的标准三角波一起进入内部的比较器进行比较。
在没有音频信号输入时,则IC2A、IC2B的同相输入端同时接入12V直流电压,IC2A、IC2B的同相输入端电压相等,则IC1的①、⑧脚电位相等,进而IC1输出端⑩、电位相等,VT1、VT3,VT2、VT4同时导通或者截止,扬声器两端的音频电压为零,故扬声器中无声音输出。
IC1中的标准三角波的频率约为200kHz,远高于音频输入信号的频率,故该功放的音质很好。三角波的频率可以通过IC1的⑤脚外接电容C6调节。含有音频信号的PWM波通过激励电路和驱动输出电路的放大后,由IC1的、⑩脚输出,再经C18、C17、C19、C20、R5、R3、R7、R8控制由VT1~VT4四只大功率MOSFET管组成的桥式开关电路工作在开关状态。
VT1~VT4四只大功率MOSFET管中点输出的PWM波经L1、C23、C24和L2、C26、C25组成的音频输出低通滤波器(LPF),通过其积分作用,把PWM波中的非音乐成分波形滤除,以驱动扬声器发声。需要注意的是,在图2电路中,功放电路工作在BTL状态,因此,扬声器任意一端均不能接地,否则将损坏功率管。
由于VT1~VT4四只大功率MOSFET管工作于开关状态,且各管配对,故各管的功率损耗极小,发热很小,可省去散热片。
有些厂家在设计电路时,在IC1的⑥脚外接一个PNP三极管,组成三角波跟随器,如图3所示,以提升输出功率,增强带载能力。

2. 50W直流伺服功放
图4是采用ZXCD1000设计的直流伺服功放。由于是直流伺服功放电路,故VT2、VT3的G极所接的是一个10V的稳压二极管,以提高电路的驱动能力。
在图4电路中,直流伺服电路由运算放大器IC3B及外围元件构成。C35、C37和R26、R27构成低通滤波器,滤除高于20Hz的信号。运算放大器IC3B对低于20Hz的信号有很强的放大能力。当由于一些原因导致扬声器两端有直流电压时,其漂移电压被IC3B放大后反馈至IC3A的输入端,使功放电路的直流工作状态朝相反的方向变化,强制将中点电位稳定在±30mV以内,有效地降低了声音的失真。另外,需要注意的是,图4电路在接8Ω负载时,必须将C40(1nF)电容取消。
(科林)
