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TPA3255 325W立体声/600W单声道D类功放IC快速设计 |
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文章来源:永阜康科技 更新时间:2021/9/30 17:08:00 |
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概述
TPA325X 系列为TI 公司的集成MOSFET classD 单片音频功率放大器。 有以下几个功能特征:
单边电源供电;体积小,最大功率450W(TPA3255,PBTL,THD=1%);可选三种架构模式:单端SE模式(4.0);桥接BTL模式(2.0);并行桥接PBTL模式(0.1);可选三种classD采样工作频率:450kHz;500kHz;600kHz;可选限流级别,并支持CB3C限流模式;有完整的保护机制,包括 过流,欠压,过压,过热;并有结温状态显示引脚;支持系统多片主从模式设计。
设计
电源设计
PVDD设计: 应依所需功率合理设计,官方给出设计范围18~53.5V。 以100W 4Ω 为例:输出20V RMS,Vp=28V,考虑电源线性度除以因素0.8,得出35V。 电流依系统总功率及效率80%计算 GVDD及VDD设计: VDD为IC逻辑控制提供电源,GVDD为驱动MOSFET 提供电源, 官方给出设计范围:MIN10.8V / TYP12V / MAX13.2V 。此范围小,应使用500mA-1000mA的12V稳压电源。
设计流程
1. 确定系统的架构模式,设计M1,M2电平

(1)1为DVDD,0为GND;
(2)BTL 模式下,inputA和inputB 作为一组为平衡输入,inputC和inputD 作为一组为平衡输入;
(3)INPUT_C,INPUT_D 必需接GND 才能启动PBTL模式;
(4)输出滤波架构需相应修改。
2. 确定系统功率,设计限流阈值: 通过OC_ADJ引脚串联电阻设定:
CB3C指允许瞬间过流,音乐功率不是一个恒定的值,特别是低音部分,功率瞬间拉高, CB3C使得在播放重低音音乐时不被误保护,提高动态。
3. 设计classD 采频率: 通过FREQ_ADJ引脚串联电阻设定:

频率越高越保真。但是发热会越高,对系统设计要求高,包括热设计,PCB Layout等
4. RESET / FAULT / CLIP_OTW

依启动时序,RESET应在电源稳定后(开机延时)再作拉高,无系统外3.3v时,用DVDD作高电平。 因TPA325X没有mute引脚,RESET也可作mute控制使用,拉低静音。

无论什么原因导致的无输出,FAULT都会是“0”状态; 当结温超过125℃时,CLIP_OTW置”0“状态,如结温继续上升到155℃时,FAULT置“0”状态,并关断输出, "OTE"被使能,输出关断锁定,必须重新复位才能启动; 所以一个好的设计应该是这样:检测CLIP_OTW的状态,当CLIP_OTW置“0”时,系统相应减小音量,以防激活“OTE”
5. 输出LC滤波器设计
跟据不同的工作模式选择不同的LC滤波器类型,此电容和电感的选型对音质的影响很大。 电容应选择耐压100V级别的金属皮膜电容。 电感小功率时可选用磁屏蔽式的,EMC表现较好;大功率时应选绕线电感,散热好,线性度好,音质好。 当然不同的磁芯材料对性能音质影响很大,目前做得比较好的class D LC滤波器磁芯是进口的红色磁芯。
6. PCB layout layout 注意点: 1,使用一个完整的接地平面,使电源具有良好的低阻抗和电感回路电源和音频信号。
2,保持从接地引脚到设备周围PCB区域的连续接地平面尽可能多的接地引脚,因为接地引脚是封装中最好的热导体。
3,PCB布局、音频性能和EMI紧密相连。
4,布线音频输入应保持短距离,并与伴随的音频源接地一起。
6,PVDD线上的小旁路电容器应尽可能靠近PVDD管脚。
7,IC下方的局部接地区域对于保持稳固以最小化地面反弹非常重要。
8,调整无源元件的方向,使无源元件的窄端朝向TPA3255设备,除非无源元件两个焊盘之间的区域足够大,允许铜在两个焊盘之间覆盖。
9,避免在TPA3255设备附近放置其他产热部件或结构。
其它
7,热设计 7,多IC系统设计 8,PFFB 后反馈设计
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您可能对以下产品感兴趣 |
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产品型号 |
功能介绍 |
兼容型号 |
封装形式 |
工作电压 |
备注 |
CS8683 |
130W/30V/4Ω |
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EQB-32(散热片在顶部,支持外接散热器) |
4.7V-45V |
130W单声道D类功放IC,具有AM干扰抑制功能 |
CS83705 |
18W/2.8V-5.5V(内置升压模块)/3Ω或26W/7.4V(内置升压模块)/2Ω |
CS83702 |
EQA-16 |
2.7V-12V |
涵盖单双节锂电和12V适配器双电源供电应用,适用于2.7V~12V各个供电节点,三种防破音模式,AB/D切换功能,扩频功能,静音功能,内置升压,恒定26W输出功率R类单声道音频功率放大器 |
HT328 |
2X40W/24V/8Ω或80W/24V/4Ω |
AD52090/TPA3110 |
TSSOP-28 |
4.5V-26V |
免电感滤波2×30W D类立体声音频功放 |
CS83702 |
PO at 10% THD+N, VIN = 3.7V
RL = 4 Ω 10.1W(D MODE NCN OFF)
或PO at 10% THD+N, VIN = 3.7V
RL = 2Ω+22µH Ω 18W(D MODE NCN OFF)
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CS83705 |
EQA-16 |
2.7V-5.5V |
扩频模式,静音功能,三种防破音模式,AB/D切换,内置升压,18W单声道音频功放 |
CS83711 |
PO at 10% THD+N, VIN = 7V ,2X16.5W(BOOST升压值为11V) |
CS83785 |
EQA-28 |
6.0V-9.0V |
兼顾12V适配器供电应用,两种防破音模式,扩频模式,内置BOOST升压模块 双节锂电池串联供电,恒定2 x 16.5W输出功率R类立体声音频功率放大器 |
CS83785 |
PO at 10% THD+N, VIN = 3.7V ,2X10W(BOOST升压值为8.5V) |
CS83711 |
EQA-28 |
3.0V-5.5V |
兼顾12V适配器供电应用,两种防破音模式,扩频模式,内置BOOST升压模块 单节锂电池供电,恒定2 x 10W输出功率R类立体声音频功率放大器 |
CS8673 |
2X42W/24V/8Ω或82W/24V/4Ω |
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ESOP-16 |
5.0V-26V |
具备扩频功能、低空载电流、免电感、2X40W立体声、80W单声道D类音频功放IC |
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