Class D 功放高次谐波过流保护分析和解决方法

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作者：Ryan Wang (SZ) 王 凡---华南和深圳 OEM 团队，TI公司

摘要
高次谐波过流保护是一种特殊的过流、过功率现象。通常用户的电路设计完全正确，常规功率测试未超过额定功率。该种保护的定位及解决较为困难。本文结合理论分析和实际经验分析了高次谐波过流保护的原因，并提供了解决方案。

1、Class D 高次谐波过流保护现象
通常 Class D 功放芯片都会设计有过流保护功能，在输出电流超过限流阀值后芯片自动关闭驱动信号停止输出。一般的过流保护是由于输出功率超过额定或者输出短路而引起。还有一种特殊的过流保护现象是由于高次谐波能量过大引起。高次谐波过流保护是一种特殊的过功率现象。通常用户的电路设计完全正确，常规功率测试未超过额定功率。这种保护具有以下几个特征：

• 问题机器在 1KHz 标准音频信号测试时输出功率并未超过最大输出功率。
• 播放高频成分较多的歌曲较容易出现保护。
• 使用水泥电阻代替喇叭作为负载，保护现象消失。
• 减小，或者去掉输出 LC 滤波器的电容，保护现象消失。

若上述现象发生则可以怀疑是由于高次谐波能量引起的过流、过功率保护。高次谐波过流保护的原因较为复杂，首先分析一下 LC 滤波网络及喇叭阻抗的频率响应特性。

2、LC 滤波器的频率响应
图 1 是一个典型的 Class D 输出滤波网络（BTL 输出模式）。LC 滤波器由 L，C 和负载 R 组成。