Improvement of Digital Amplifier Performance using Multi-State Pulse-Width-Modulation

Multi-State PWM 방법을 이용한 디지털 앰프의 성능 개선

디지털 앰프, 흑은 D급 앰프에서는 기존의 앰프와 달리 펄스 폭 변조(PWM) 방식을 사용한 스위칭을 이용하므로 $90\%$를 상회하는 고효율을 달성한다고 알려져 있다. 하지만, 입력 레벨이 작은 신호가 많은 일반적인 경우에도 전원 전압에 해당하는 큰 전압으로 스위칭하게 되므로 작은 입력 시의 효율은 상당히 떨어진다. 본 논문에서는 기존 앰프보다 효율을 높일 수 있는 4, 5-State PWM 방법을 제시하였으며, 시뮬레이션 결과 기존 PWM 사용 앰프에 비하여 대략 효율이 $40\%$ 상승하여 방열판과 앰프의 크기를 줄일 수 있다. 또한 스위칭 주파수가 기폰 방법 대비 1/2로 감소하므로 디지털 앰프의 실용화에 가장 큰 걸림돌이었던 전자파 방출의 양도 크게 감소한다.