概述：
CP2230為啟攀微電子(Chiphomer Technology Ltd)日前發布了一顆大功率，超低EMI，超高效率的單聲道D類音頻放大器。與傳統的D類功放不同，該芯片內部集成電荷泵，可在較低電源電壓輸入的情況下輸出2W的功率，該電荷泵采用變頻技術，即根據負載情況自動切換工作頻率，大大降低了電荷泵的靜態工作電流；該芯片采用全新的自主專利架構，其內部集成了電荷泵智能電源管理模塊，可根據輸入信號的幅值，自動地切換輸出級的電壓，輸入信號低幅值時，效率高達90%，輸入信號高幅值時，效率可達到60%；CP2230采用最新主動式電磁輻射抑制技術，顯著改善EMI問題。
專有的IMP技術，大大提高CP2230的工作效率
CP2230專有的IPM ( Intelligent output power management )技術，在單節鋰離子電池供電下，可提供業內最大的恒定輸出功率及最高的效率。下面我們介紹一下IPM的工作原理，下圖給出了3.6V工作條件下，CP2230的工作情況：
途中藍色曲線為CP2230的音頻輸出波形，紅色線條表示CP2230的輸出級工作電壓。從圖中可以看出，在低幅值部分即輸出信號小于3.6V，其效率等同于D類功放，可達90%的效率；在高幅值部分切換為Charge-pump供電，效率降低為60%。可見，CP2230可以根據輸入信號的幅值不同，智能的切換音頻輸出級電壓，以達到效率的最優化。
該專利技術相比目前市面上的G類、簡單集成電荷泵的D類音頻功放，其平均效率提高了20%以上。下圖給出了采用IPM技術的CP2230與G類、簡單集成電荷泵的D類功放的效率對比曲線：
主動式電磁輻射抑制技術
一直以來如何在系統級抑制D類產生的電磁輻射(EMI)，都是困擾系統工程師的問題。由于D類放大器的調制頻率一般在250kHz到1.5MHz之間，因此調制的開關信號和電源線上變化的電流信號帶來的EMI主要集中在10MHz以下的頻段；而方波的邊沿變化一般是在納秒級別的，因此它們所帶來的EMI主要集中在幾十MHz到幾GHz的高頻段。EMI的傳播需要有一個有效的天線，即天線的長度應為對應頻率波長的1/4，以10MHz頻率為例，其有效的天線長度應為342CM，如此長的引線在系統應用中很難找到，因此我們要解決D類功放的EMI問題，需要重點關注100MHz以上頻率的干擾問題，即由輸出級輸出跳變沿而產生的是EMI干擾問題。
利用傅立葉級數將跳變沿展開，我們可以得出結論：跳變沿越快，EMI越差；跳變沿越慢，EMI越好。EMI但是過緩的跳變沿又會大大降低D類功放的效率。為了解決EMI的問題，CP2230通過對內部驅動管柵壓的控制，主動的將輸出級的跳變沿控制在30ns左右，經過反復實驗，采用上述設計很好的兼顧了效率與EMI的影響。
變頻技術在電荷泵中的應用
為了進一步提高CP2230的效率，在設計時我們將變頻理念引入了Charge Pump的設計。即通過檢測負載狀況動態的改變Charge-pump運行頻率，當負載電流小于40mA的時候，頻率降低為150KHz，當負載電流高于120mA的時候，頻率提升至600KHz，通過對頻率的控制，有效的降低了芯片的靜態功耗。
CP2230的IPM架構采取了創新的PWM調制技術及反饋控制技術，有效的實現了高品質的線性度，下圖為輸出功率在1W下的THD指標：
典型應用
總結
CP2230的設計，兼顧了大功率輸出和高效率的同時，也兼顧了高品質與低EMI。在單節鋰離子電池供電下，可提供業內最大的恒定輸出功率及最高的效率，是蜂窩電話、便攜式音頻播放器、以及需要高品質、高效率、高功率的手持設備的最佳選擇。 |
