在多通道設計中，獨立驅動每一條通道都會消耗更多的功率、更多的元件，并占用更大的電路板空間。結果導致溫度相關設計復雜化，并且在更高的成本下聲音質量和可靠性卻較低。
因此，為盡可能減少高性能多通道音頻系統的功耗和簡化相關的溫度管理，設計工程師一直希望借助能在寬輸出功率水平范圍下提供超過90%效率的高效D類音頻放大器。相比之下，適用于這個市場的傳統AB類放大器其效率只有50%左右，且效率會隨著輸出功率水平下降而快速下滑。同樣地，工程師還不斷研究集成式IC的效能，以減少元件數目和電路板面積。
不論是汽車娛樂還是家庭影院系統市場，消費者始終要求有更多的通道和揚聲器，每個通道還要能夠處理更高的音頻功率水平。除了更高的瓦特數，音響發燒友還不斷要求改善聲音質量，減少失真和噪聲，以及通道之間出色的隔離效果。
4通道驅動器
國際整流器公司(IR)根據這種需求，把先進DirectFET功率MOSFET與創新的集成音頻驅動器結合，開發出一種4通道D類音頻放大器設計，其性能可與單通道解決方案相媲美。為達到這個目標，電路采用了集成式音頻驅動器IRS2093M，該器件將4個高壓功率MOSFET驅動器的通道整合到同一塊芯片上。此外，這款200V的器件包含專為半橋拓樸中的D類音頻放大器應用而設計的片上誤差放大器、模擬PWM調制器、可編程預置死區時間以及可靠的保護功能(圖1) 。除了可以防止功率MOSFET出現直通電流和電流沖擊，可編程預置死區時間還實現了功率和通道數量可擴展的功率設計。這些保護功能包括帶有自動復位控制功能的過流保護(OCP)和欠壓閉鎖(UVLO)保護。
為了在不同通道之間實現一流的隔離，音頻驅動器部署了已獲肯定的高壓結隔離技術和采用Gen 5 HVIC工藝的浮動柵極驅動器。這樣就在裸片上實現了良好的內部信號隔離，這使得電路可以同時處理更多通道的信號，從而把每個通道的基本噪音保持在非常低的水平，同時盡可能減小了通道之間的串擾。
接著，我們建構了如圖2所示的4通道半橋D類音頻放大器電路，它結合了集成式D類音頻控制器和柵極驅動器IRS2093M，并搭配8個IRF6665 DirectFET功率MOSFET以及幾個無源器件。該多通道音頻放大器的每個通道都被設計成能夠提供120W的輸出功率。為便于使用，該電路包含了所有必需的內部管理電源。
為達到最佳整體性能，IRF6665功率MOSFET特別針對D類放大器設計進行了優化。除了提供低通態電阻，還對功率MOSFET做了改進以獲得最小柵極電荷、最小體二極管反向恢復和最小內部柵極電阻。此外，與傳統的引線鍵合封裝相比，DirectFET封裝可提供較低的寄生電感和電阻。簡單來說，經優化的IRF6665 MOSFET能夠提供高效率和低總諧波失真(THD)以及電磁干擾(EMI)。
特性和功能
為了以更小的空間提供最高性能和可靠的設計，這個4通道D類音效放大器解決方案采用自振蕩PWM調制。由于這種拓樸相當于一個模擬二階sigma-delta調制，且D類開關級在環內，因此在可聽頻率范圍內的誤差根據其工作特性被轉移到不可聽頻率之上，從而降低了噪聲。同時，sigma-delta調制允許設計師執行足夠的誤差校正來進一步降低噪聲和失真。
