数字音频功率放大技术是近年发展起来的高效率音频放大技术,其高效率的特点受到了广泛的关注。它采用了全新的放大体制,功放管工作于D类开关状态,与传统模拟功放相比,具有体积小、重量轻、效率高、可靠性高的特点,发展前景非常广阔。不仅适合DVD内置功放、汽车功放、桌面音响、计算机多媒体、大功率专业功放以及各种多通道AV功放;同时,在军用行业:如电台、声纳系统等也有良好的发展前景。数字功率放大器的理论效率可以达到100%,但由于器件并非工作在理想工作状态下,脉宽调制器、开关放大器、低通滤波器环节的设计都将影响最终的效率。目前国外的研发厂家研制的数字功放产品效率普遍在85%左右,国内的研发尚在起步阶段。在300W以上的大功率领域的开发和研制更是少之又少。就85%的效率而言,虽然比模拟功放的效率高很多(A类模拟功放效率在10%左右,AB类模拟功放效率在20%-40%左右),但随着当代社会工业的迅猛发展以及人口的不断增长,对能源的需求越来越大,我们应在各个方面节省能源,提高能源的利用率。因此,进一步提高数字功放的效率就显得尤为重要。而且影响音质的重要指标:失真度、频响、信噪比也有待进一步提高。本文提出高效数字功率放大器的优化设计方案,将双边带三电平自然采样法脉宽调制技术引入数字功放的脉宽调制设计中,不仅提高了整机的失真度指标,还降低了低通滤波器设计阶数、改善了信噪比。开关放大器优化设计中引入的Dead-Time技术,减小了开关放大器的串通损耗和漏源电容损耗,提高了整机效率。优化设计中负反馈的引入减小了系统引入的非线性失真和噪声。本论文以此方案开发了一款高效数字功率放大器,半桥单通道输出功率达到1000W,桥接成全桥输出功率达到2000W,失真度优于0.05%,信噪比大于110dB,效率达到93%。接近世界专业功放技术水平,这样大大提高了电源的利用率,节约了电能,使得数字功放功率可以做的更大、体积可以做得更小,音质更加完美,相比模拟功放更具优势。