你是否曾想过做一件很有含义的大事却又忧虑它很难做到?然后,当你终究鼓起勇气去做了之后,再回过头来看,你会惊奇地发现这件事其实很简单。
我最近在与轿车音频规划工程师评论轿车收音机处理方案不选用传统的AB类放大器而改用D类放大器时,他们也是有这样的忧虑。现在咱们来谈谈我最常听到的两个首要问题:对印刷电路板(PCB)尺度的影响和潜在的电磁搅扰(EMI)问题。
问题1:D类放大器会占用更多的PCB空间
惯例的D类音频放大器选用约400 kHz的开关频率,需求运用8.2-?H或10-?H的电感器才干取得抱负的音频作用。
而TI的TPA6304-Q1D类放大器选用2.1-MHz开关频率。纹波电流的削减意味着能够运用更小更轻的3.3-H电感器,如图1所示。
图1:电感器尺度与开关频率比较
TPA6304-Q1选用TI最新的混合信号制作技能,当与3.3-μH电感器一同运用时,整个4通道放大器处理方案(包含一切必需的无源元件)的总尺度会缩小到272 mm2,如图2所示。
图2:TPA6304-Q1 4通道D类放大器
就这一点而言,图3所示的整个TPA6304-Q1处理方案比传统的AB类放大器更小。
图3:TPA6304-Q1 D类放大器处理方案与AB类放大器的尺度比较
问题2:D类放大器会引起电磁兼容性(EMC)问题
从本质上来说,D类音频放大器会在每个时钟周期内翻开和封闭其输出,而AB类放大器则不会翻开和封闭。但这并不意味着D类放大器会引起无法处理的电磁兼容性(EMC)问题。
我想特别回忆一下TPA6304-Q1放大器规划缓解EMC问题的几种办法:
·TPA6304-Q1放大器规划经过高度优化,能够处理全体EMC行为。此外,前面所述的3.3-?H电感器是电感电容(LC)滤波器的一部分,它有助于将D类放大器输出级上的高速开关瞬态的电磁兼容性降至最低。
·如图4所示,在400-kHz范围内开关的传统D类放大器发生直接坐落AM波段内的谐波。这些谐波会发生下降AM接纳器灵敏度的搅扰信号,然后阻碍AM广播电台接纳。因而,有必要在这些400-kHz D类放大器规划上施行某种类型的EMI避免技能,以减轻这些AM波段谐波的影响。
图4:典型400-kHz D类放大器谐波
·经过在更高的2.1-MHz开关频率下作业,TPA6304-Q1不再需求为AM波段施行EMI避免技能,由于TPA6304-Q1在AM波段上方供给了明显的裕度。此规划也没有任何会搅扰AM波段的低频尖峰,如图5所示。
图5: TPA6304-Q1的高开关频率高于AM波段
为了避免一些PCB布局规划呈现EMI问题,TPA6304-Q1现已施行了Kilby Labs研制的专有扩频技能。图6说明晰此功用怎么协助将窄带能量源涣散到更大的波段上,然后下降峰值能量。
图6:扩频技能布景
定论
TPA6304-Q1 2.1-MHz高开关频率轿车D类音频放大器满意职业对下一代轿车收音机和外部放大器的需求。除了削减体系中的热负荷外,此放大器的规划还处理了从AB类放大器转换成D类放大器时备受重视的PCB尺度和EMC问题。