TPA2001D2
1 -W无滤波立体声D类音频功率放大器
SLOS292A - 2000年3月 - 修订2000年4月
D
调制方案,以优化操作
D
D
D
如果没有过滤器
1 W为8 Ω扬声器( THD + N小于0.4 % )
& LT ; 0.08 %的THD + N为0.5 W, 1 kHz时,为8 Ω
负载
效率极高3
rd
代5 -V
D类技术:
- 低电源电流(无过滤器) 。 。 。 8毫安
- 低电源电流(过滤器) 。 。 。 15毫安
- 低关断电流。 。 。 1
A
- 低本底噪声。 。 。 56
V
RMS
- 最大效率为8个
,
75 – 85%
- 4内部增益设置。 。 。 8 - 23.5分贝
- PSRR 。 。 。 -77分贝
集成消除爆音电路
短路保护(电池短路,
地面和加载)
-40 ° C至85 ° C工作温度
范围
保护地
LOUTN
GAIN0
PV
DD
LINN
AGND
COSC
RINN
PV
DD
关闭
ROUTN
保护地
PWP封装
( TOP VIEW )
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
保护地
LOUTP
绕行
PV
DD
LINP
V
DD
ROSC
RINP
PV
DD
GAIN1
ROUTP
保护地
D
D
D
描述
该TPA2001D2是德州仪器的第三代5 -V的D类放大器。改进
上一代器件包括:低电源电流,低本底噪声,更高的效率,四个不同的增益
设置,更小的封装,以及更少的外部元件。与此设备中最显著进步
是它的调制方案,该方案允许放大器没有输出滤波操作。由于省去了输出滤波器
节省了用户在系统成本约30 %,而在PCB面积的75% 。
该TPA2001D2是一款单芯片D类功率IC立体声音频放大器,采用高开关速度
功率MOSFET晶体管。这些晶体管再现通过高频开关的模拟信号
的输出级。该TPA2001D2被配置成桥接负载(BTL )放大器能够提供的
大于连续平均功率为8 Ω负载低于0.6 %的THD 1 W + N从5 V电源
供应在高逼真度的范围( 20赫兹到20千赫兹) 。与1 W传递到一个8 Ω负载在1kHz ,典型
的THD + N小于0.08%。
一个BTL配置省去了对外部输出的耦合电容。低电源电流
8毫安使该器件非常适用于电池供电的应用。保护电路会增加设备的可靠性:
热,过流,欠压关断。
高效D类调制使TPA2001D2在全功率运作为8 Ω负载在环境
温度为85℃ 。
可选项
封装器件
TA
- 40 ° C至85°C
TSSOP ( PWP )
TPA2001D2PWP
注: PWP封装提供卷带封装。对
订购录音和缠绕的部分,添加后缀R键的
部件数量(例如, TPA2001D2PWPR ) 。
请注意,一个重要的通知有关可用性,标准保修,并且在关键的应用程序中使用
德州仪器公司的半导体产品和免责条款及其出现在此数据表的末尾。
使用PowerPad是德州仪器的商标。
PRODUCTION数据信息为出版日期。
产品符合每德州仪器条款规范
标准保修。生产加工并不包括
所有测试参数。
版权
2000年,德州仪器
邮政信箱655303
达拉斯,德克萨斯州75265
1
TPA2001D2
1 -W无滤波立体声D类音频功率放大器
SLOS292A - 2000年3月 - 修订2000年4月
功能框图
VDD
AGND
PVDD
+
_
门
DRIVE
VDD
RINN
收益
调整
ROUTN
_
+
+
_
保护地
PVDD
_
门
DRIVE
RINP
收益
调整
+
ROUTP
保护地
关闭
GAIN1
GAIN0
收益
2
偏见
和
参考文献:
坡道
发电机
启动
保护
逻辑
OC
检测
OC
检测
COSC
ROSC
绕行
热
VDD OK
PVDD
LINP
收益
调整
+
_
门
DRIVE
LOUTP
_
+
+
_
保护地
PVDD
_
门
DRIVE
LINN
收益
调整
LOUTN
+
保护地
2
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TPA2001D2
1 -W无滤波立体声D类音频功率放大器
SLOS292A - 2000年3月 - 修订2000年4月
终端功能
终奌站
名字
AGND
绕行
COSC
GAIN0
GAIN1
LINN
LINP
LOUTN
LOUTP
保护地
PVDD
RINN
RINP
ROSC
ROUTN
ROUTP
关闭
VDD
号
6
22
7
3
15
5
20
2
23
1, 24
12, 13
4, 21
9, 16
8
17
18
11
14
10
19
I / O
–
I
I
I
I
I
I
O
O
–
–
–
–
I
I
I
O
O
I
–
模拟地
点击以分压器用于模拟参考内部中间电源偏置发生器。
连接到该端口的电容设置与ROSC结合的振荡频率。为了正确
操作时,连接一个220 pF的电容, COSC到地面。
位增益控制0 (TTL逻辑电平)
位增益控制1 ( TTL逻辑电平)
左声道负微分音频输入
左声道正差分音频输入
左声道负的音频输出
左声道积极音频输出
电源地为左声道H桥
电源地为右声道H桥
电源,用于左声道H桥
电源为右声道H桥
右声道负微分音频输入
右声道正差分音频输入
连接到该端子的电阻值与COSC结合的振荡频率。为了正确
操作时,由ROSC连接一个120 kΩ电阻接地。
右声道负的音频输出
右声道正输出
置于关断模式的放大器,如果TTL逻辑低电平被放置在该终端上;如果TTL正常运行
逻辑高电平放在这个终端上。
模拟电源
描述
在工作自由空气的温度绝对最大额定值(除非另有说明)
电源电压,V
DD
, PV
DD
。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 0.3 V至6 V
输入电压V
I
。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 0.3 V到V
DD
+0.3 V
连续总功耗。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。见耗散额定值表
工作的自由空气的温度范围内,T
A
。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 -40 ° C至85°C
工作结温范围,T
J
。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 -40 ° C至150℃
存储温度范围,T
英镑
。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 -65 ℃150 ℃的
铅温度1.6毫米(1/16英寸)的距离的情况下为10秒。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 260℃
超出“绝对最大额定值”列出的强调可能会造成永久性损坏设备。这些压力额定值只,和
该设备在这些或超出下标明的任何其他条件的功能操作“推荐工作条件”不
暗示。暴露于长时间处于最大绝对额定情况下会影响器件的可靠性。
额定功耗表
包
PWP
TA
≤
25°C
额定功率
2.7 W
降额因子
以上TA = 25°C
21.8毫瓦/°C的
TA = 70℃
额定功率
1.7 W
TA = 125°C
额定功率
1.4 W
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3
TPA2001D2
1 -W无滤波立体声D类音频功率放大器
SLOS292A - 2000年3月 - 修订2000年4月
推荐工作条件
民
电源电压VDD , PVDD
高电平输入电压, VIH
低电平输入电压, VIL
经营自由的空气温度, TA
PWM频率
GAIN0 , GAIN1 , SHUTDOWN
GAIN0 , GAIN1 , SHUTDOWN
–40
200
4.5
2
0.8
85
300
最大
5.5
单位
V
V
V
°C
千赫
电特性,T
A
= 25 ° C,V
DD
? PV
DD
= 5V (除非另有说明)
参数
| VOO |
PSRR
IIH
IIL
国际直拨电话
国际直拨电话
国际直拨电话( SD )
输出失调电压(差分测量)
电源抑制比
高层次的输入电流
低电平输入电流
电源电流
电源电流
电源电流,关断模式
测试条件
VI = 0 V
VDD = PVDD = 4.5 V至5.5 V
VDD = PVDD = 5.5 V , VI = VDD = PVDD
VDD = PVDD = 5.5 V , VI = 0 V
没有过滤器(带或不带扬声器负载)
用滤波器中,L = 22
H,
C = 1
F
–1
8
15
1
10
10
民
典型值
–77
1
最大
10
单位
mV
dB
A
A
mA
mA
A
经营特色,T
A
= 25 ° C,V
DD
? PV
DD
= 5 V ,R
L
= 8
,
增益= 8分贝(除非另有说明)
参数
PO
THD + N
BOM
kSVR
SNR
ZI
输出功率
总谐波失真加噪声
最大输出功率带宽
电源纹波抑制比
信噪比
综合本底噪声
输入阻抗
测试条件
THD = 0.4 % ,
PO = 0.5 W,
THD = 5%
F = 1千赫
20赫兹到20千赫兹
20 Hz至20 kHz ,输入无
F = 1千赫
RL = 8
F = 20赫兹到20千赫兹
C( BYPASS ) = 0.4
F
民
典型值
1
<0.2%
20
–60
87
56
>20
千赫
dB
的dBV
V
k
最大
单位
W
表1.增益设置
GAIN0
0
0
1
1
GAIN1
0
1
0
1
放大器增益器
( dB)的
典型值
8
12
17.5
23.5
输入阻抗
(k)
典型值
104
74
44
24
4
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TPA2001D2
1 -W无滤波立体声D类音频功率放大器
SLOS292A - 2000年3月 - 修订2000年4月
应用信息
消除了输出滤波用TPA2001D2
本节将着重为什么用户可以消除输出滤波与TPA2001D2 。
音频效果
在D类放大器输出脉冲宽度调制(PWM)方波,这是开关的总和
波形和放大的输入音频信号。人耳可作为一个带通滤波器,使得只有
大约20 Hz至20 kHz之间的频率传递。的开关频率分量
大于20千赫大得多,所以听到的唯一信号是被放大的输入音频信号。
传统的D类调制方案
传统的D类调制方案,其用于在所述TPA005Dxx家族,具有差分输出
其中每个输出是180度的相位变化,从地面到电源电压V
DD
。因此,
正负V的差分预滤波后的输出变化
DD
其中过滤占空比为50%产率
0伏特负载两端。同的电压和电流波形的传统的D类调制方案示
在图1中。注意,即使在负载两端(50 %占空比)的平均值为0伏,给负载的电流为
高造成高损耗从而导致较高的电源电流。
OUT +
OUT-
+5 V
差分电压
在负载
OV
–5 V
当前
图1.传统的D类调制方案的输出电压和电流波形的成
感性负载无输入
TPA2001D2的调制方案
该TPA2001D2采用的调制方案,该方案仍然有各自的输出从0切换到电源电压。
然而, OUT +和OUT-现在是在彼此同相,没有输入。 OUT +的占空比大
超过50%和OUT-为正电压小于50% 。的OUT +的占空比小于50 %和OUT-
为负电压大于50% 。负载两端的电压坐落在0伏在大部分的
开关周期大大缩短了开关的电流,从而降低任何我
2
- [R负的负荷。
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5
TPA2001D2
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SLOS292A - 2000年3月 - 修订2000年4月
D
调制方案,以优化操作
D
D
D
如果没有过滤器
1 W为8 Ω扬声器( THD + N小于0.4 % )
& LT ; 0.08 %的THD + N为0.5 W, 1 kHz时,为8 Ω
负载
效率极高3
rd
代5 -V
D类技术:
- 低电源电流(无过滤器) 。 。 。 8毫安
- 低电源电流(过滤器) 。 。 。 15毫安
- 低关断电流。 。 。 1
A
- 低本底噪声。 。 。 56
V
RMS
- 最大效率为8个
,
75 – 85%
- 4内部增益设置。 。 。 8 - 23.5分贝
- PSRR 。 。 。 -77分贝
集成消除爆音电路
短路保护(电池短路,
地面和加载)
-40 ° C至85 ° C工作温度
范围
保护地
LOUTN
GAIN0
PV
DD
LINN
AGND
COSC
RINN
PV
DD
关闭
ROUTN
保护地
PWP封装
( TOP VIEW )
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
保护地
LOUTP
绕行
PV
DD
LINP
V
DD
ROSC
RINP
PV
DD
GAIN1
ROUTP
保护地
D
D
D
描述
该TPA2001D2是德州仪器的第三代5 -V的D类放大器。改进
上一代器件包括:低电源电流,低本底噪声,更高的效率,四个不同的增益
设置,更小的封装,以及更少的外部元件。与此设备中最显著进步
是它的调制方案,该方案允许放大器没有输出滤波操作。由于省去了输出滤波器
节省了用户在系统成本约30 %,而在PCB面积的75% 。
该TPA2001D2是一款单芯片D类功率IC立体声音频放大器,采用高开关速度
功率MOSFET晶体管。这些晶体管再现通过高频开关的模拟信号
的输出级。该TPA2001D2被配置成桥接负载(BTL )放大器能够提供的
大于连续平均功率为8 Ω负载低于0.6 %的THD 1 W + N从5 V电源
供应在高逼真度的范围( 20赫兹到20千赫兹) 。与1 W传递到一个8 Ω负载在1kHz ,典型
的THD + N小于0.08%。
一个BTL配置省去了对外部输出的耦合电容。低电源电流
8毫安使该器件非常适用于电池供电的应用。保护电路会增加设备的可靠性:
热,过流,欠压关断。
高效D类调制使TPA2001D2在全功率运作为8 Ω负载在环境
温度为85℃ 。
可选项
封装器件
TA
- 40 ° C至85°C
TSSOP ( PWP )
TPA2001D2PWP
注: PWP封装提供卷带封装。对
订购录音和缠绕的部分,添加后缀R键的
部件数量(例如, TPA2001D2PWPR ) 。
请注意,一个重要的通知有关可用性,标准保修,并且在关键的应用程序中使用
德州仪器公司的半导体产品和免责条款及其出现在此数据表的末尾。
使用PowerPad是德州仪器的商标。
PRODUCTION数据信息为出版日期。
产品符合每德州仪器条款规范
标准保修。生产加工并不包括
所有测试参数。
版权
2000年,德州仪器
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1
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1 -W无滤波立体声D类音频功率放大器
SLOS292A - 2000年3月 - 修订2000年4月
功能框图
VDD
AGND
PVDD
+
_
门
DRIVE
VDD
RINN
收益
调整
ROUTN
_
+
+
_
保护地
PVDD
_
门
DRIVE
RINP
收益
调整
+
ROUTP
保护地
关闭
GAIN1
GAIN0
收益
2
偏见
和
参考文献:
坡道
发电机
启动
保护
逻辑
OC
检测
OC
检测
COSC
ROSC
绕行
热
VDD OK
PVDD
LINP
收益
调整
+
_
门
DRIVE
LOUTP
_
+
+
_
保护地
PVDD
_
门
DRIVE
LINN
收益
调整
LOUTN
+
保护地
2
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TPA2001D2
1 -W无滤波立体声D类音频功率放大器
SLOS292A - 2000年3月 - 修订2000年4月
终端功能
终奌站
名字
AGND
绕行
COSC
GAIN0
GAIN1
LINN
LINP
LOUTN
LOUTP
保护地
PVDD
RINN
RINP
ROSC
ROUTN
ROUTP
关闭
VDD
号
6
22
7
3
15
5
20
2
23
1, 24
12, 13
4, 21
9, 16
8
17
18
11
14
10
19
I / O
–
I
I
I
I
I
I
O
O
–
–
–
–
I
I
I
O
O
I
–
模拟地
点击以分压器用于模拟参考内部中间电源偏置发生器。
连接到该端口的电容设置与ROSC结合的振荡频率。为了正确
操作时,连接一个220 pF的电容, COSC到地面。
位增益控制0 (TTL逻辑电平)
位增益控制1 ( TTL逻辑电平)
左声道负微分音频输入
左声道正差分音频输入
左声道负的音频输出
左声道积极音频输出
电源地为左声道H桥
电源地为右声道H桥
电源,用于左声道H桥
电源为右声道H桥
右声道负微分音频输入
右声道正差分音频输入
连接到该端子的电阻值与COSC结合的振荡频率。为了正确
操作时,由ROSC连接一个120 kΩ电阻接地。
右声道负的音频输出
右声道正输出
置于关断模式的放大器,如果TTL逻辑低电平被放置在该终端上;如果TTL正常运行
逻辑高电平放在这个终端上。
模拟电源
描述
在工作自由空气的温度绝对最大额定值(除非另有说明)
电源电压,V
DD
, PV
DD
。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 0.3 V至6 V
输入电压V
I
。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 0.3 V到V
DD
+0.3 V
连续总功耗。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。见耗散额定值表
工作的自由空气的温度范围内,T
A
。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 -40 ° C至85°C
工作结温范围,T
J
。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 -40 ° C至150℃
存储温度范围,T
英镑
。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 -65 ℃150 ℃的
铅温度1.6毫米(1/16英寸)的距离的情况下为10秒。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 260℃
超出“绝对最大额定值”列出的强调可能会造成永久性损坏设备。这些压力额定值只,和
该设备在这些或超出下标明的任何其他条件的功能操作“推荐工作条件”不
暗示。暴露于长时间处于最大绝对额定情况下会影响器件的可靠性。
额定功耗表
包
PWP
TA
≤
25°C
额定功率
2.7 W
降额因子
以上TA = 25°C
21.8毫瓦/°C的
TA = 70℃
额定功率
1.7 W
TA = 125°C
额定功率
1.4 W
邮政信箱655303
达拉斯,德克萨斯州75265
3
TPA2001D2
1 -W无滤波立体声D类音频功率放大器
SLOS292A - 2000年3月 - 修订2000年4月
推荐工作条件
民
电源电压VDD , PVDD
高电平输入电压, VIH
低电平输入电压, VIL
经营自由的空气温度, TA
PWM频率
GAIN0 , GAIN1 , SHUTDOWN
GAIN0 , GAIN1 , SHUTDOWN
–40
200
4.5
2
0.8
85
300
最大
5.5
单位
V
V
V
°C
千赫
电特性,T
A
= 25 ° C,V
DD
? PV
DD
= 5V (除非另有说明)
参数
| VOO |
PSRR
IIH
IIL
国际直拨电话
国际直拨电话
国际直拨电话( SD )
输出失调电压(差分测量)
电源抑制比
高层次的输入电流
低电平输入电流
电源电流
电源电流
电源电流,关断模式
测试条件
VI = 0 V
VDD = PVDD = 4.5 V至5.5 V
VDD = PVDD = 5.5 V , VI = VDD = PVDD
VDD = PVDD = 5.5 V , VI = 0 V
没有过滤器(带或不带扬声器负载)
用滤波器中,L = 22
H,
C = 1
F
–1
8
15
1
10
10
民
典型值
–77
1
最大
10
单位
mV
dB
A
A
mA
mA
A
经营特色,T
A
= 25 ° C,V
DD
? PV
DD
= 5 V ,R
L
= 8
,
增益= 8分贝(除非另有说明)
参数
PO
THD + N
BOM
kSVR
SNR
ZI
输出功率
总谐波失真加噪声
最大输出功率带宽
电源纹波抑制比
信噪比
综合本底噪声
输入阻抗
测试条件
THD = 0.4 % ,
PO = 0.5 W,
THD = 5%
F = 1千赫
20赫兹到20千赫兹
20 Hz至20 kHz ,输入无
F = 1千赫
RL = 8
F = 20赫兹到20千赫兹
C( BYPASS ) = 0.4
F
民
典型值
1
<0.2%
20
–60
87
56
>20
千赫
dB
的dBV
V
k
最大
单位
W
表1.增益设置
GAIN0
0
0
1
1
GAIN1
0
1
0
1
放大器增益器
( dB)的
典型值
8
12
17.5
23.5
输入阻抗
(k)
典型值
104
74
44
24
4
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达拉斯,德克萨斯州75265
TPA2001D2
1 -W无滤波立体声D类音频功率放大器
SLOS292A - 2000年3月 - 修订2000年4月
应用信息
消除了输出滤波用TPA2001D2
本节将着重为什么用户可以消除输出滤波与TPA2001D2 。
音频效果
在D类放大器输出脉冲宽度调制(PWM)方波,这是开关的总和
波形和放大的输入音频信号。人耳可作为一个带通滤波器,使得只有
大约20 Hz至20 kHz之间的频率传递。的开关频率分量
大于20千赫大得多,所以听到的唯一信号是被放大的输入音频信号。
传统的D类调制方案
传统的D类调制方案,其用于在所述TPA005Dxx家族,具有差分输出
其中每个输出是180度的相位变化,从地面到电源电压V
DD
。因此,
正负V的差分预滤波后的输出变化
DD
其中过滤占空比为50%产率
0伏特负载两端。同的电压和电流波形的传统的D类调制方案示
在图1中。注意,即使在负载两端(50 %占空比)的平均值为0伏,给负载的电流为
高造成高损耗从而导致较高的电源电流。
OUT +
OUT-
+5 V
差分电压
在负载
OV
–5 V
当前
图1.传统的D类调制方案的输出电压和电流波形的成
感性负载无输入
TPA2001D2的调制方案
该TPA2001D2采用的调制方案,该方案仍然有各自的输出从0切换到电源电压。
然而, OUT +和OUT-现在是在彼此同相,没有输入。 OUT +的占空比大
超过50%和OUT-为正电压小于50% 。的OUT +的占空比小于50 %和OUT-
为负电压大于50% 。负载两端的电压坐落在0伏在大部分的
开关周期大大缩短了开关的电流,从而降低任何我
2
- [R负的负荷。
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