一种音频功率放大器和电子设备

技术领域

本申请涉及音频功放技术领域，特别涉及一种音频功率放大器和电子设备。

背景技术

对于音频功率放大器，例如CLASSD放大器，在典型CLASSD环路中，通常将CLASSD环路中的第一级积分器A1的共模电压(或者也可以称为共模基准电压，或者共模电平等)VCOM1设置为例如Vx/2，Vx为第一级积分器A1对应的输出级电平电压(或者也可以称为输出级电源电压、输出级供电电压等)。则，对于例如多电源轨CLASSD环路来说，当多电源轨CLASSD环路的输出级工作在高压(High Voltage，HV)模式下，则需要把VCOM1设置为VH/2(VH代表HV模式下的输出级电平电压)，当CLASSD环路的输出级工作在低压(LowVoltage，LV)下，则需要将VCOM1设置为VL/2(VL代表LV模式下的输出级电平电压)。

即在多电源轨CLASSD环路中，需要随着多电源轨CLASSD环路的输出级的工作模式的切换，切换VCOM1。这种情况下，如果环路内部存在失配，则会对输出端造成杂音(例如POP音)，影响用户体验。另外，当多电源轨CLASSD环路的输出级工作在LV模式下，由于VCOM1的电压为LV/2，LV/2较低，则还存在VCOM1的电压裕度较低的问题。

发明内容

本申请提供了一种音频功率放大器和电子设备，可以提高音频功率放大器的电压裕度，以及减少输出端杂音，从而提升用户体验。

为解决上述技术问题，第一方面，本申请的实施方式提供了一种音频功率放大器，包括：第一模块和第二模块，第一模块包括电流源子模块，第二模块包括功放环路子模块和共模电压子模块，其中，共模电压子模块用于向功放环路子模块提供第一电压，第一电压是与功放环路子模块在第一工作模式下的输出级电平电压相关的电压；电流源子模块用于在功放环路子模块处于第二工作模式的情况下，向功放环路子模块提供第一电流，在功放环路子模块处于第一工作模式的情况下，不向功放环路子模块提供第一电流，第二工作模式是输出级电平电压小于第一工作模式下的输出级电平电压的工作模式。

本实现方式中，由于共模电压子模块向功放环路子模块提供的第一电压是功放环路子模块在第一工作模式下的输出级电平电压相关的电压，即使功放环路子模块在第二工作模式下，共模电压子模块也可以向功放环路子模块提供较大的电压，可以有效地提高功放环路子模块对应的共模电压的电压裕度，即功放环路子模块对应的共模电压的电压裕度更为宽广。并且，随着工作模式切换并不切换第一电压，可以减少输出端杂音，提升了用户体验。以及在第二工作模式下，电流源子模块向功放环路子模块输入第一电流进行电流补偿，可以保证环路的稳定性，以及保证环路正常工作。

在上述第一方面的一种可能的实现中，共模电压子模块向功放环路子模块的第二输入端提供第一电压，功放环路子模块的第二输入端为功放环路子模块包括的第一级积分器的正相输入端(即VCOM1端)。因此，本实现方式提供的音频功率放大器可以有效地提高VCOM1的电压裕度，即VCOM1的电压裕度更为宽广。

在上述第一方面的一种可能的实现中，第一电压为功放环路子模块在第一工作模式下的输出级电平电压的n分之一。

在上述第一方面的一种可能的实现中，n为2或者3。当然，n也可以根据需要设置为其他值。

在上述第一方面的一种可能的实现中，第二模块还包括反馈子模块，电流源子模块产生的第一电流根据第一工作模式下的输出级电平电压、第二工作模式下的输出级电平电压和反馈子模块对应的反馈电阻的电阻值确定。

在上述第一方面的一种可能的实现中，电流源子模块包括第一电阻，并且电流源子模块用于与第一供压端和第二供压端连接，第一电流根据第一供压端的电压、第二供压端的电压和第一电阻的电阻值确定。

如此，电流源子模块可以向功放环路子模块提供电流进行电流补偿，使得环路正常工作。

在上述第一方面的一种可能的实现中，第二模块还包括反馈子模块，电流源子模块包括第一电阻，第一电阻的电阻值与反馈子模块对应的反馈电阻的电阻值相关。

在上述第一方面的一种可能的实现中，若第一电压为功放环路子模块在第一工作模式下的输出级电平电压的二分之一，反馈子模块包括第五电阻，第五电阻作为反馈电阻，第一电阻的电阻值是第五电阻的电阻值的两倍；若第一电压为功放环路子模块在第一工作模式下的输出级电平电压的三分之一，反馈子模块包括第六电阻和第七电阻，第七电阻的电阻值是第六电阻的电阻值的两倍，第六电阻和第七电阻作为反馈电阻。

在上述第一方面的一种可能的实现中，若第一电压为功放环路子模块在第一工作模式下的输出级电平电压的二分之一，电流源子模块产生的电流大小(也即第一电流)Isource＝(VH-VL)/(2*RFB)，其中，VH为第一工作模式下的输出级电平电压，VL为第二工作模式下的输出级电平电压，RFB为第五电阻的电阻值，或者第一电流Isource＝(DVDD-VBAT)/(2*RFB)，其中，DVDD为电流源子模块连接的第一供压端的电压，VBAT为电流源子模块连接的第二供压端的电压。

在上述第一方面的一种可能的实现中，第一工作模式为高压模式，第二工作模式为低压模式。

在上述第一方面的一种可能的实现中，第一模块还包括开关子模块，电流源子模块的输出端与开关子模块的第一端连接，开关子模块的第二端与功放环路子模块的第一输入端连接，开关子模块用于在功放环路子模块处于第二工作模式的情况下处于导通状态，以将电流源子模块产生的第一电流输入至功放环路子模块，并且开关子模块在功放环路子模块处于第一工作模式的情况下处于未导通状态，共模电压子模块的输出端与功放环路子模块的第二输入端连接，共模电压子模块的输出端的电压为第一电压。

在上述第一方面的一种可能的实现中，开关子模块通过功放环路子模块的工作模式使能开关的状态切换导通状态。即，若功放环路子模块的工作模式为第一工作模式，则功放环路子模块的工作模式使能开关的状态为第一工作模式状态，开关子模块不导通(即处于未导通状态)。若功放环路子模块的工作模式为第二工作模式，则功放环路子模块的工作模式使能开关的状态为第二工作模式状态，开关子模块导通(即处于导通状态)。

在上述第一方面的一种可能的实现中，开关子模块包括第一开关，第一开关的第一端作为开关子模块的第一端，第一开关的第二端作为开关子模块的第二端。

在上述第一方面的一种可能的实现中，电流源子模块包括运算放大器单元、电阻单元和场效应管单元，其中，运算放大器单元包括运算放大器，电阻单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，场效应管包括第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第六场效应管、第七场效应管，运算放大器的反相输入端与第一供压端连接，运算放大器的同相输入端与第一电阻的第一端和第六场效应管的漏极连接，第一电阻的第二端与第二电阻的第一端、第三电阻的第一端和第四电阻的第一端连接，并且与第二供压端连接，第二电阻的第二端与第三场效应管的源极连接，第三电阻的第二端与第四场效应管的源极连接，第四电阻的第二端与第五场效应管的源极连接，第三场效应管的栅极、第四场效应管的栅极、第五场效应管的栅极连接，第三场效应管的漏极分别与第三场效应管的栅极和第七场效应管的漏极连接，第四场效应管的漏极作为电流源子模块的第二输出端，第五场效应管的漏极作为电流源子模块的第一输出端，运算放大器的输出端与第一场效应管的栅极连接，第一场效应管的栅极和第二场效应管的栅极连接，第一场效应管的源极和第二场效应管的源极连接并接地，第一场效应管的漏极与第六场效应管的源极连接，第二场效应管的漏极与第七场效应管的源极连接，第六场效应管的栅极和第七场效应管的栅极连接。

如此，可以方便地向功放环路子模块提供电流，使得环路正常工作。

在上述第一方面的一种可能的实现中，第二模块还包括反馈子模块，反馈子模块的第一端与功放环路子模块的第一输入端连接，反馈子模块的第二端与功放环路子模块的输出端连接。

在上述第一方面的一种可能的实现中，若第一电压为功放环路子模块在第一工作模式下的输出级电平电压的二分之一，反馈子模块包括第五电阻，第五电阻的第一端作为反馈子模块的第一端，第五电阻的第二端作为反馈子模块的第二端；若第一电压为功放环路子模块在第一工作模式下的输出级电平电压的三分之一，反馈子模块包括第六电阻和第七电阻，第六电阻的第一端作为反馈子模块的第一端，第六电阻的第二端作为反馈子模块的第二端，第七电阻的第一端与第六电阻的第一端连接，第七电阻的第二端接地。

在上述第一方面的一种可能的实现中，功放环路子模块包括第一积分器、第二积分器、比较器、第一电容、第二电容、第八电阻、驱动单元、第八场效应管、第九场效应管、第十场效应管和第二开关，其中，第一积分器为功放环路子模块的第一级积分器，第一积分器的反相输入端作为对应的功放环路子模块的第一输入端，第一积分器的同相输入端作为对应的功放环路子模块的第二输入端，第一电容的第一端与第一积分器的反相输入端连接，第一电容的第二端与第一积分器的输出端和比较器的反相输入端连接，第八电阻的第一端与第一积分器的输出端连接，第八电阻的第二端与第二电容的第一端和第二积分器的反相输入端连接，第二电容的第二端与比较器的同相输入端和第二积分器的输出端连接，第二积分器的输出端与比较器的同相输入端连接，第二积分器的同相输入端作为功放环路子模块的第三输入端用于与第二积分器对应的共模电压子模块连接，比较器的输出端与驱动单元的第一端连接，驱动单元的第二端与第八场效应管的栅极连接，驱动单元的第三端与第九场效应管的栅极连接，第八场效应管的源极与对应的第一工作模式供电端连接，第八场效应管的栅极与第十场效应管的栅极连接，第八场效应管的漏极和第九场效应管的漏极连接，并且与第二开关的第一端和对应的电压输出端连接，第九场效应管的源极接地，第十场效应管的源极与对应的第二工作模式供电端连接，第十场效应管的漏极与第二开关的第二端连接，电压输出端用于连接喇叭。

在上述第一方面的一种可能的实现中，第二模块还包括数模转换子模块，数模转换子模块的输入端作为信号输入端用于接收脉冲信号，数模转换子模块的输出端与功放环路子模块的第一输入端连接。

在上述第一方面的一种可能的实现中，数模转换子模块分别包括第一电流源、第二电流源、第三开关和第四开关，其中，第一电流源的输入端与第三供压端连接，第一电流源的输出端与第三开关的第一端连接，第三开关的第二端与第四开关的第一端连接，第四开关的第二端与第二电流源的输入端连接，第二电流源的输出端接地，第三开关的第二端和第四开关的第一端的连接端作为对应的数模转换子模块的输出端。

在上述第一方面的一种可能的实现中，音频功率放大器包括两个第二模块，其中一个第二模块包括第一数模转换子模块、第一功放环路子模块、第一共模电压子模块和第一反馈子模块，另一个第二模块包括第二数模转换子模块、第二功放环路子模块、第二共模电压子模块和第二反馈子模块，开关子模块包括第一开关子模块和第二开关子模块，电流源子模块包括第一输出端和第二输出端，其中，第一数模转换子模块的输出端与第一功放环路子模块的第一输入端连接，第一共模电压子模块的输出端与第一功放环路子模块的第二输入端连接，第一反馈子模块的第一端与第一功放环路子模块的第一输入端连接，第一反馈子模块的第二端与第一功放环路子模块的输出端连接；第二数模转换子模块的输出端与第二功放环路子模块的第一输入端连接，第二共模电压子模块的输出端与第二功放环路子模块的第二输入端连接，第二反馈子模块的第一端与第二功放环路子模块的第一输入端连接，第二反馈子模块的第二端与第二功放环路子模块的输出端连接；电流源子模块的第一输出端与第一开关子模块的第一端连接，第一开关子模块的第二端与第一功放环路子模块的第一输入端连接，第一开关子模块用于在第一功放环路子模块处于第二工作模式的情况下处于导通状态，以将电流源子模块产生的第一电流输入至第一功放环路子模块，并且第一开关子模块在第一功放环路子模块处于第一工作模式的情况下处于未导通状态；电流源子模块的第二输出端与第二开关子模块的第一端连接，第二开关子模块的第二端与第二功放环路子模块的第一输入端连接，第二开关子模块用于在第二功放环路子模块处于第二工作模式的情况下处于导通状态，以将电流源子模块产生的第一电流输入至第二功放环路子模块，并且第二开关子模块在第二功放环路子模块处于第一工作模式的情况下处于未导通状态。

第二方面，本申请的实施方式提供了一种电子设备，包括前述的音频功率放大器。

在上述第二方面的一种可能的实现中，该电子设备还可以包括其他的部件，其可以根据需要设置。

本申请提供的电子设备，包括上述第一方面和/或第一方面的任意一种可能的实现方式所提供的音频功率放大器，因此也能实现第一方面提供的音频功率放大器所具备的有益效果(或优点)。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施方式描述中所使用的附图作简单介绍。

图1A和图1B是根据本申请的一些实施方式，示出了本申请提供的一种音频功率放大器的一些结构示意图；

图2是根据本申请的一些实施方式，示出了本申请提供的另一种音频功率放大器的一张结构示意图；

图3A-图3F是根据本申请的一些实施方式，示出了本申请提供的另一种音频功率放大器的一些结构示意图；

图4是根据本申请的一些实施方式，示出了一种多电源轨CLASSD环路中的电容C1充放电的波形示意图；

图5是根据本申请的一些实施方式，示出了本申请提供的另一种音频功率放大器的一种结构示意图；

图6是根据本申请的一些实施方式，示出了本申请提供的电子设备的一种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案作进一步详细描述。

本申请实现方式提供一种音频功率放大器，该音频功率放大器例如是一种多电源轨CLASSD环路音频功率放大器。如图1A所示，该音频功率放大器包括功放环路子模块和共模电压子模块，其中，共模电压子模块的输出端与功放环路子模块的一个输入端连接，用于向功放环路子模块提供电压。

进一步地，如图1B所示，该功放环路子模块包括积分器A1(即第一级积分器A1)、HV模式对应的供电端VH端、LV模式对应的供电端VL端，以及其他例如电容、电阻等部件。其中，积分器A1的同相输入端(即VCOM1端，“+端”)作为功放环路子模块的一个输入端与共模电压子模块连接。

如前所述，在多电源轨CLASSD环路中，当多电源轨CLASSD环路的输出级工作在HV模式下，由于HV电源电压较高，则同时需要把VCOM1设置为HV/2，当CLASSD环路的输出级工作在LV模式下，由于LV电源电压较低，则同时需要把VCOM1设置为LV/2。在多电源轨CLASSD环路中，当多电源轨CLASSD环路的输出级工作在LV模式下，由于LV电源电压与HV电源电压压差较大，又通常例如VCOM1＝Vx/2，导致在多电源轨CLASSD环路的输出级进入或退出时，或者多电源轨CLASSD环路的输出级切换工作模式时，需要切换VCOM1。这种情况下，如果环路内部存在失配，会对输出端造成例如POP音等杂音。另外，由于VL/2较低，对CLASSD环路输入IDAC(即电流数模转换器)和积分器A1的输入级电压裕度带来挑战，还存在VCOM1的电压裕度低的问题。

基于此，本申请实现方式提供了一种音频功率放大器，该音频功率放大器的积分器A1(即第一级积分器)的同相输入端(即VCOM1端)的电压被设置为与HV模式(作为第一工作模式的一种示例)下的输出级电平电压(即VH)相关的一个电压(作为第一电压的一种示例)，例如设置为VH/2。即，积分器A1对应的共模电压子模块用于向积分器A1提供与HV模式下的输出级电平电压(即VH)相关的一个电压。并且，VCOM1在HV模式和LV模式(作为第二工作模式的一种示例)下都不变，恒定为VH/2。从而使得多电源轨CLASSD环路在模式切换前后，积分器A1的共模电压VCOM1都能保持为VH/2。

如此，一方面，由于VH/2较大，可以使得VCOM1点在多电源轨CLASSD环路的LV输出级工作在LV模式时，电压裕度更为宽广。另一方面，在多电源轨CLASSD环路的输出级模式切换过程中，不需要切换VCOM1电压，即使得VCOM1端的电压不会随着HV模式和LV模式的切换而改变，从而可以有效降低多电源轨CLASSD环路的输出级模式切换过程中带来的POP音等杂音。

本实现方式中，共模电压子模块的结构可以根据需要设置，例如可以包括电阻、电容等电子器件，以实现共模电压子模块输出的电压为VH/2的目的即可。

但是，如果只把VCOM1设置成VH/2，多电源轨CLASSD环路本身不能稳定建立，环路不能正常工作。基于此，如图2所示，本申请实现方式提供的音频功率放大器还包括电流源子模块。电流源子模块用于在功放环路子模块处于LV模式的情况下，向功放环路子模块提供Isource电流(作为第一电流的一种示例)，在功放环路子模块处于HV模式的情况下，不向功放环路子模块提供Isource电流。

如此，可以通过电流源子模块向多电源轨CLASSD环路提供Isource电流，进行电流补偿，可以保证多电源轨CLASSD环路的稳定性，以及保证多电源轨CLASSD环路正常工作。

综上，本申请提供的音频功率放大器，可以使得多电源轨CLASSD环路在多电源轨CLASSD环路的输出级的LV模式下，积分器A1的VCOM1电压仍然能保持为VH/2，使得多电源轨CLASSD环路在多电源轨CLASSD环路的输出级模式切换前后，积分器A1的共模电平VCOM1都能保持为VH/2。一方面，可以使得VCOM1点在多电源轨CLASSD环路的输出级处于LV模式时(即在多电源轨CLASSD环路的输出级处于LV输出级模式下)，电压裕度更为宽广，即有效地提高了VCOM1点的设计电压裕度。另一方面，在多电源轨CLASSD环路的输出级模式切换过程中(即HV模式切换至LV模式的过程中)，不需要切换VCOM1电压，从而可以有效降低多电源轨CLASSD环路的输出级模式切换过程中带来的POP音等杂音，可以提供更好的音质，从而提升用户体验。再一方面，可以通过电流源子模块向多电源轨CLASSD环路提供Isource电流，可以保证多电源轨CLASSD环路的稳定性，以及保证多电源轨CLASSD环路正常工作。

进一步地，在本申请的一种实现方式中，如图3A所示，本申请提供的音频功率放大器包括第一数模转换子模块110、第一功放环路子模块120、第一共模电压子模块130和第一反馈子模块140，还包括第二数模转换子模块210、第二功放环路子模块220、第二共模电压子模块230和第二反馈子模块240。

其中，第一数模转换子模块110和第二数模转换子模块210的输入端分别作为信号输入端用于接收脉冲信号PWM

第一数模转换子模块110的输出端与第一功放环路子模块120的第一输入端连接，第一功放环路子模块120的输出端作为电压输出端与喇叭S连接，第一共模电压子模块130的输出端与第一功放环路子模块120的第二输入端连接，第一反馈子模块140的第一端与第一功放环路子模块120的第一输入端连接，第一反馈子模块140的第二端与第一功放环路子模块120的输出端连接。

第二数模转换子模块210的输出端与第二功放环路子模块220的第一输入端连接，第二功放环路子模块220的输出端作为另一电压输出端与喇叭连接，第二共模电压子模块230的输出端与第二功放环路子模块220的第二输入端连接，第二反馈子模块240的第一端与第二功放环路子模块220的第一输入端连接，第二反馈子模块240的第二端与第二功放环路子模块220的输出端连接。

进一步地，如图3B所示，其中，第一数模转换子模块110和第二数模转换子模块210分别包括电流源I

第一功放环路子模块120和第二功放环路子模块220分别包括积分器A1(即第一级积分器，作为第一积分器的一种示例)、积分器A2(即第二级积分器，作为第二积分器的一种示例)、比较器COMP、电容C1(作为第一电容的一种示例)、电容C2(作为第二电容的一种示例)、电阻R2(作为第八电阻的一种示例)、驱动单元D、场效应管M8(作为第八场效应管的一种示例)、场效应管M9(作为第九场效应管的一种示例)、场效应管M10(作为第十场效应管的一种示例)和开关K5(作为第二开关的一种示例)。

其中，积分器A1的反相输入端(即第一输入端，“—”端)作为对应的功放环路子模块的第一输入端，用于与对应的数模转换子模块的输出端连接。积分器A1的同相输入端(即第二输入端，“+”端，或者VCOM1端)作为对应的功放环路子模块的第二输入端，用于与对应的共模电压子模块的输出端连接。

电容C1的第一端与积分器A1的反相输入端连接，电容C1的第二输出端与积分器A1的输出端和比较器COMP的反相输入端(即第一输入端，“—”端)连接，电容C1对应可以产生I

电阻R2的第一端与积分器A1的输出端连接，电阻R2的第二端与电容C2的第一端和积分器A2的反相输入端(即第一输入端，“—”端)连接，电容C2的第二端与比较器COMP的同相输入端(即第二输入端，“+”端)和积分器A2的输出端连接。

积分器A2的输出端与比较器COMP的同相输入端(即第二输入端，“+”端)连接，积分器A2的同相输入端(即第二输入端，“+”端，或者VCOM2端)作为对应的功放环路子模块的第三输入端用于与积分器A2对应的共模电压子模块连接。

比较器COMP的输出端与驱动单元D的第一端连接，驱动单元D的第二端与场效应管M8的栅极连接，驱动单元D的第三端与场效应管M9的栅极连接。驱动单元的结构可以根据需要设置。

场效应管M8的源极与对应的第一工作模式供电端(即高压(VH)端)连接，场效应管M8的栅极与场效应管M10的栅极连接，场效应管M8的漏极和场效应管M9的漏极连接，并且与开关K5的第一端和对应的输出级电压输出端连接(例如，第一功放环路子模块120包括的开关K5的第一端与V

第一共模电压子模块130和第二共模电压子模块230的结构可以根据需要设置，以向对应的功放环路子模块提供对应的共模电压。

第一反馈子模块140和第二反馈子模块240分别包括电阻R

本实现方式中，从数字模块输出的两个PWM信号(例如PWMA、PWMB)，经过例如1-bit电流型数模转换器(即IDAC)转化成PWM电流I

本实现方式提供的音频功率放大器中，第一功放环路子模块120包括的积分器A1的同相输入端(即VCOM1端)与前述第一共模电压子模块130连接，以及第二功放环路子模块220包括的积分器A1的同相输入端(即VCOM1端)与前述第二共模电压子模块230连接。

本实现方式中，积分器A1的同相输入端(即VCOM1端)的电压被设置为前述的VH/2。即，VCOM1在HV模式和LV模式下(即)都不变，恒定为VH/2。从而使得多电源轨CLASSD环路在模式切换前后，积分器A1的共模电压VCOM1都能保持为VH/2。

如此，一方面，使得VCOM1点在多电源轨CLASSD环路的LV输出级工作在LV模式时，电压裕度更为宽广。另一方面，在多电源轨CLASSD环路的输出级模式切换过程中，不需要切换VCOM1电压，即使得VCOM1端的电压不会随着HV模式和LV模式的切换而改变，从而可以有效降低多电源轨CLASSD环路的输出级模式切换过程中带来的POP音等杂音。

本实现方式中，第一共模电压子模块130和第二共模电压子模块230的结构可以根据需要设置，例如可以包括电阻、电容等电子器件，以实现第一共模电压子模块130和第二共模电压子模块230输出的电压为VH/2的目的即可。

但是，如果只把VCOM1设置成VH/2，多电源轨CLASSD环路本身不能稳定建立，环路不能正常工作。则如图3C所示，本实现方式提供的音频功率放大器还包括电流源子模块310(也可以称为ISOURCE电路)、第一开关子模块320和第二开关子模块330。

其中，电流源子模块310作为电流源ISOURCE，用于在多电源轨CLASSD环路的LV输出级工作在LV模式时，通过第一开关子模块320和第二开关子模块330接入至原环路，向环路中的第一功放环路子模块120和第二功放环路子模块220提供Isource电流。

并且，电流源子模块310的第一输出端与第一开关子模块320的第一端连接，第一开关子模块320的第二端与第一功放环路子模块120的第一输入端连接，第一开关子模块320用于在第一功放环路子模块120处于LV模式的情况下处于导通状态，以将电流源子模块310产生的Isource电流输入至第一功放环路子模块120，并且第一开关子模块320在第一功放环路子模块120处于HV模式的情况下处于未导通状态。

电流源子模块310的第二输出端与第二开关子模块330的第一端连接，第二开关子模块330的第二端与第二功放环路子模块220的第一输入端连接，第二开关子模块330用于在第二功放环路子模块220处于LV模式的情况下处于导通状态，以将电流源子模块310产生的Isource电流输入至第二功放环路子模块220，并且第二开关子模块330在第二功放环路子模块220处于HV模式的情况下处于未导通状态。

进一步地，如图3D所示，电流源子模块310包括运算放大器单元、电阻单元和场效应管单元。其中，运算放大器单元包括运算放大器OP1，电阻单元包括电阻R1(作为第一电阻的一种示例)、电阻R3(作为第二电阻的一种示例)、电阻R4(作为第三电阻的一种示例)和电阻R5(作为第四电阻的一种示例)，场效应管包括场效应管M1(作为第一场效应管的一种示例)、场效应管M2(作为第二场效应管的一种示例)、场效应管M3(作为第三场效应管的一种示例)、场效应管M4(作为第四场效应管的一种示例)、场效应管M5(作为第五场效应管的一种示例)、场效应管MC1(作为第六场效应管的一种示例)、场效应管MC2(作为第七场效应管的一种示例)。

运算放大器OP1的反相输入端(即第一输入端，“—”端)与供压端DVDD(即电源供压端，也可以称为VDD，作为第一供压端的一种示例)连接，运算放大器OP1的同相输入端(即第二输入端，“+”端)与电阻R1的第一端和场效应管MC1的漏极连接，电阻R1的第二端与电阻R3的第一端、电阻R4的第一端和电阻R5的第一端连接，并且与供压端VBAT(即电源输入端，作为第二供压端的一种示例)连接。电阻R3的第二端与场效应管M3的源极连接，电阻R4的第二端与场效应管M4的源极连接，电阻R5的第二端与场效应管M5的源极连接。场效应管M3的栅极、场效应管M4的栅极、场效应管M5的栅极连接。场效应管M3的漏极分别与场效应管M3的栅极和场效应管MC2的漏极连接，场效应管M4的漏极作为电流源子模块310的第二输出端(即Isource_N)，场效应管M5的漏极作为电流源子模块310的第一输出端(即Isource_P)。运算放大器OP1的输出端与场效应管M1的栅极连接，场效应管M1的栅极和场效应管M2的栅极连接，场效应管M1的源极和场效应管M2的源极连接并接地，场效应管M1的漏极与场效应管MC1的源极连接，场效应管M2的漏极与场效应管MC2的源极连接，场效应管MC1的栅极和场效应管MC2的栅极连接。

其中，场效应管M1、场效应管M2、场效应管MC1、场效应管MC2可以是N型场效应管，场效应管M3、场效应管M4、场效应管M5可以是P型场效应管。

电阻R1的电阻值与第一反馈子模块140或者第二反馈子模块240对应的反馈电阻的电阻值相关。例如，电阻R1的电阻值为前述第一反馈子模块140或者第二反馈子模块240包括的电阻R

本实现方式中，电流源子模块310作为电流源ISOURCE，输出的电流源大小(即Isource电流大小)可以根据HV模式下的输出级电平电压VH和LV模式下的输出级电平电压VL确定，或者根据HV模式下的输出级电平电压VH、LV模式下的输出级电平电压VL，以及电阻R1的电阻值(即2*RFB)或者电阻R

进一步地，如图3E所示，第一开关子模块320包括开关K1(作为第一开关的一种示例)，第二开关子模块330包括开关K2(作为第一开关的另一种示例)。开关K1的第一端(即输入端)作为第一开关子模块320的第一端，用于与电流源子模块310的第一输出端(即Isource_P)连接，开关K1的第二端(即输出端)作为第一开关子模块320的第二端，用于与第一功放环路子模块120中的积分器A1的反相输入端连接。开关K2的第一端(即输入端)作为第二开关子模块330的第一端，用于与电流源子模块310的第二输出端(即Isource_N)连接，开关K2的第二端(即输出端)作为第二开关子模块330的第二端，用于与第二功放环路子模块220中的积分器A1的反相输入端连接。

本实现方式中，开关K1和开关K2的导通(即闭合)和未导通(即打开)可以通过多电源轨CLASSD环路的输出级的工作模式使能开关进行控制，即根据工作模式使能开关的状态切换导通状态。例如，在多电源轨CLASSD环路的输出级处于HV模式时，工作模式使能开关的状态为HV模式状态，开关K1和开关K2未导通(即打开)，在多电源轨CLASSD环路的输出级切换到LV模式时，工作模式使能开关的状态为LV模式状态，开关K1和开关K2导通(即闭合)，以将电流源子模块310接入后续环路。

进一步地，本实现方式提供的音频功率放大器的结构如图3F所示，其中，电流源子模块310的原理为，通过运算放大器OP1钳位使得电阻R1下端节点1的电压为DVDD，从而产生一个电流基准Isource的偏置，通过其他电阻和场效应管组成的电流镜，例如电流镜R3/M3，R4/M4，R5/M5产生两路电流为Isource的电流源：Isource_N和Isource_P，其中Isource＝(VH-VL)/(2*RFB)，Isource_N连接到CLASSD环路积分器输入节点INT_N，Isource_P连接到CLASSD环路积分器输入节点INT_P。即，在引入ISOURCE电路(即电流源子模块310)后，多电源轨CLASSD环路的输出级切换到LV模式时，保持积分器A1的VCOM1共模电压为HV/2，并且为了保证环路的稳定性，通过打开ISOURCE电路(即将ISOURCE接入至原环路中)，将对应的电流在整个LV模式的周期内注入到环路中，可以使得环路稳定。

本实现方式提供的音频功率放大器，是一种多电源轨CLASSD音频功率放大器，VCOM1端的电压在HV模式和LV模式下，都恒定设置为VH/2。并且，在LV模式下，通过开关K1和开关K2将电流源子模块310接入至原来的环路中，向环路提供电流。如此，可以使得多电源轨CLASSD环路在多电源轨CLASSD环路的输出级的LV模式下，第一级积分器(即积分器A1)的VCOM1电压仍然能保持为VH/2，使得多电源轨CLASSD环路在多电源轨CLASSD环路的输出级模式切换前后，第一级积分器(即积分器A1)的共模电平VCOM1都能保持为VH/2。一方面，可以使得VCOM1点在多电源轨CLASSD环路的输出级处于LV模式时(即在多电源轨CLASSD环路的输出级处于LV输出级模式下)，电压裕度更为宽广，即有效地提高了VCOM1点的设计电压裕度。另一方面，在多电源轨CLASSD环路的输出级模式切换过程中(即HV模式切换至LV模式的过程中)，不需要切换VCOM1电压，从而可以有效降低多电源轨CLASSD环路的输出级模式切换过程中带来的POP音等杂音，可以提供更好的音质，从而提升用户体验。再一方面，可以通过电流源子模块310向多电源轨CLASSD环路提高电流，可以保证多电源轨CLASSD环路的稳定性，以及保证多电源轨CLASSD环路正常工作。

本实现方式提供的CLASSD环路是一种引入了电流源Isource的环路，下面对环路的稳定性进行分析。

以第一功放环路子模块120中的积分器A1对应的电容C1为例，电容C1在一个周期内的充放电分为4个阶段：

第1阶段：IC1_T1(即It1)＝IPWM+Isource+(VD-1/2VBAT)/RFB

第2阶段：IC1_T2(即It2)＝IPWM+Isource-1/2VBAT/RFB

第3阶段：IC1_T3(即It3)＝-IPWM+Isource-1/2VBAT/RFB

第4阶段：IC1_T4(即It4)＝-IPWM+Isource+(VD-1/2VBAT)/RFB

其中，IC1_T1为第1阶段电容C1的电流，IC1_T2为第2阶段电容C1的电流，IC1_T3为第3阶段电容C1的电流，IC1_T4为第4阶段电容C1的电流，IC1即为前述的I

由于整个周期的充放电平衡，则：

IC1_T1*t1+IC1_T2*t2＝-IC1_T3*t3-IC1_T4*t4

其中，t1、t2、t3、t4分别为处于每个阶段的时间。

由此可得：

(IPWM+Isource)*(t1+t2)-(IPWM-Isource)*(t3+t4)＝-1/2*VBAT/RFB*(t1+t2+t3+t4)+VD/RFB*(t1+t4)

其中，t1+t2＝DIN*T，t3+t4＝(1-DIN)*T，t1+t4＝DOUT*T，t2+t3＝(1-DOUT)*T，DIN为PWM的占空比，DOUT为多电源轨CLASSD环路正端输出Vop的占空比，T为PWM和Vop的周期，RFB也可以称为R

D_out(即DOUT)＝(VBAT/(2RFB)-Isource)*RFB/VD-(IPWM*RFB)/VD(2DIN-1)

则，如图4所示，

D_out(即DOUT)＝(VBAT/(2RFB)-Isource)*RFB/VD-(IPWM*RFB)/VD(2DIN-1)令Isource＝(VBAT-VD)/R_source，R_sorce＝2RFB，代入整理得：

Vout＝Von-Vop＝2*IPWM*RFB*(2*DIN-1)

所以CLASSD环路的增益恒定为2*IPWM*RFB，其中R_source指的是电流源子模块310中的电阻R1。

本实现方式中，在多电源轨CLASSD环路的输出级模式输出级电平切换到HV模式时，需关闭Isource电流，与正常CLASSD工作模式一样。在多电源轨CLASSD环路中，当CLASSD环路的输出级工作在LV模式下，由于LV电源电压与HV电源电压压差较大，又通常将积分器A1的共模电平设置为VCOM1＝Vx/2，导致在多电源轨CLASSD环路的输出级进入或退出时，需要切换VCOM1，如果环路内部存在失配，会对输出端造成POP音。因此，在CLASSD环路的输出级工作在LV模式下，需要打开Isource电流。

在本申请的另一种实现方式中，电流源子模块310用于与供压端DVDD和供压端VBAT连接，Isource电流根据供压端DVDD的电压、供压端VBAT的电压和电阻R1的电阻值确定。

例如，Isource电流的计算公式中的VH也可以是VBAT，VL也可以是DVDD，因此，Isource电流大小也可以是Isource＝(VBAT-DVDD)/2*RFB。

当然，在本申请的另一些实现方式中，Isource电流的大小也可以根据VH、VL和RFB通过其他公式计算，或者通过VBAT、DVDD和RFB通过其他公式计算，也可以通过其他参数进行计算，其可以根据需要设置。

进一步地，在本申请的另一种实现方式中，VCOM1也可以恒定设置为VH/3。则对应的，如图5所示，相比于前述图3F所示的音频功率放大器，该实现方式中，音频功率放大器包括的第一反馈子模块140和第二反馈子模块240分别包括电阻R6(作为第六电阻的一种示例)和电阻R7(作为第七电阻的一种示例)，电阻R6的第一端作为对应的反馈子模块的第一端，电阻R6的第二端作为对应的反馈子模块的第二端，电阻R7的第一端与电阻R6的第一端连接，电阻R7的第二端接地。其中，电阻R6的电阻值为RD，电阻R7的电阻值是电阻R6的电阻值的两倍，即为2*RD。

进一步地，本实现方式中，电阻R1的电阻值根据电阻R6的电阻值和电阻R7的电阻值确定。以及，Isource电流的计算公式也可以根据前述VH、VL和反馈回路中的反馈电阻(即电阻R6的电阻值和电阻R7的电阻值)确定。

在本申请的另一些实现方式中，VCOM1也可以设置为前述VH/2和VH/3以外的与VH相关的电压值，以及Isource电流也可以对应设置为其他的电流值，其皆可以根据需要设置。

前述第一开关子模块320和第二开关子模块330作为本申请实现方式提供的音频功率放大器包括的开关子模块的一种示例，电流源子模块310作为本申请实现方式提供的音频功率放大器包括的电流源子模块310的一种示例。在本申请的另一些实现方式中，音频功率放大器包括的电流源子模块310和开关子模块的结构、个数、连接关系等也可以根据需要设置为其他结构、个数、连接关系等。

前述第一数模转换子模块110、第一功放环路子模块120、第一共模电压子模块130和第一反馈子模块140作为本申请实现方式提供的音频功率放大器包括的一个第二模块的一种示例，第二数模转换子模块210、第二功放环路子模块220、第二共模电压子模块230和第二反馈子模块240作为本申请实现方式提供的音频功率放大器包括的另一个第二模块的一种示例。在本申请的另一些实现方式中，音频功率放大器包括的第二模块的结构、个数、连接关系等也可以根据需要设置为其他结构、个数、连接关系等。

前述各元器件皆作为其对应的器件类型的一种示例，在其他一些实现方式中，也可以根据需要选择为同类型的其他器件。

前述HV模式作为第一工作模式的一种示例，LV模式作为第二工作模式的一种示例，在本申请的另一些实现方式中，第一工作模式和第二工作模式也可以是其他的工作模式，并且第二工作模式下的输出级电平电压小于第一工作模式下的输出级电平电压。

在本申请的另一些实现方式中，音频功率放大器也可以是除前述多电源轨CLASSD环路音频功率放大器以外的其他例如桥式CLASSD环路音频功率放大器等音频功率放大器。

本申请还提供了一种电子设备，如图6所示，该电子设备包括前述音频功率放大器。当然，该电子设备还可以包括其他的部件。

该电子设备例如可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、移动互联网设备(mobile internet device，MID)、可穿戴设备(例如包括：智能手表、智能手环、计步器等)、个人数字助理、便携式媒体播放器、导航设备、车载设备、视频游戏设备、机顶盒、虚拟现实和/或增强现实设备、物联网设备、工业控制设备、流媒体客户端设备、电子书、阅读设备、POS机以及其他具备音频播放功能的设备。

需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在附图中，可以以特定布置和/或顺序示出一些结构或方法特征。然而，应该理解，可能不需要这样的特定布置和/或排序。而是，在一些实施方式中，这些特征可以以不同于说明性附图中所示的方式和/或顺序来布置。另外，在特定图中包括结构或方法特征并不意味着暗示在所有实施方式中都需要这样的特征，并且在一些实施方式中，可以不包括这些特征或者可以与其他特征组合。

虽然通过参照本申请的某些优选实施方式，已经对本申请进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本申请的精神和范围。