在手持設(shè)備中音頻功放最關(guān)心的一項(xiàng)指標(biāo)就是效率，在鋰電池供電模式下能夠輸出大功率的特點(diǎn)也使得音頻功放進(jìn)一步演變，保持高效率同時(shí)又能支持大輸出功率的要求為設(shè)計(jì)者提出了新的考驗(yàn)；
在手持設(shè)備中鋰電池工作電壓為3.6V至4.2V，鋰電池直接供電模式，音頻功放在保持較好的THD指標(biāo)前提下其最大輸出功率僅有0.8W，為了提高最大輸出功率，在芯片中集成電荷泵來升壓成為一種簡單易行的設(shè)計(jì)，我們稱為方案A；直接將電荷泵輸出的高壓提供給音頻芯片固然設(shè)計(jì)簡單，但是也帶來了效率的極大浪費(fèi)，因?yàn)?/span>D類功放始終工作在電荷泵下，該方案最終效率受電荷泵影響將低至60%，中小功率輸出時(shí)的效率甚至低于50%；
這些問題被聚焦在電荷泵切入時(shí)機(jī)的控制上，歐美公司早有G類如MAX9730，其專利架構(gòu)完美解決了電荷泵的功率控制，但是該架構(gòu)是由AB類功放配合電荷泵組成，AB類自身效率的低下成為整個(gè)架構(gòu)的效率瓶頸。另有方案B可參考tpa2015的設(shè)計(jì)，該架構(gòu)采用D類功放配合升壓電路組成，利用輸入音頻音量控制高壓電源介入時(shí)機(jī)，如下圖1所示，隨著音量切換電源電壓進(jìn)行供電，相比采用電荷泵直接供電的方案A有了一定的進(jìn)步；
圖2為圖1中截取的一小段時(shí)間，放大這一小段音頻信號我們可以發(fā)現(xiàn)方案2表面看來相比方案1有了一定的進(jìn)步，但其實(shí)浪費(fèi)了太多的效率。
如圖2所示方案C，電源隨著音頻信號即時(shí)在高低電源之間進(jìn)行切換，這樣，僅僅在波峰的瞬間才切換為高電源供電，其余部分則保持了D類功放的高效率。啟攀微電子業(yè)內(nèi)首推針對D類功放IPM智能電源管理專利架構(gòu)真正完美執(zhí)行了上述工作；
值得注意的是，在方案3中IPM電源架構(gòu)的即時(shí)切換是指D類功放工作在電池直接供電與電荷泵高壓供電之間的切換，而非是電荷泵的1倍模式和2倍模式之間的切換，這樣避免了1倍電荷泵自身效率存在的瓶頸，因此低壓供電下完全等同于純D類音頻功放90%的效率。對于普通音樂而言，音頻功放絕大多數(shù)時(shí)間都可以工作在低壓模式下，電荷泵1倍工作模式下帶來的接近10%效率損失不可接受；
該專利架構(gòu)在保證THD+N等關(guān)鍵性能指標(biāo)的前提下，為我們帶來了高達(dá)2W的最大輸出功率以及平均超過80%的效率，尤其針對普通歌曲，采用該架構(gòu)設(shè)計(jì)的芯片在效率的挖掘做到了極致，在高保真度，高輸出功率的基礎(chǔ)上最大程度上延長了音樂的播放時(shí)間，尤其適用于音樂手機(jī)，平板電腦等鋰電池供電的手持設(shè)備。
在國內(nèi)產(chǎn)品一片設(shè)計(jì)跟風(fēng)，降性能降成本的環(huán)境下，芯片價(jià)格都普遍遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國外公司，這樣一款具備實(shí)質(zhì)應(yīng)用意義的創(chuàng)新架構(gòu)，性能較國外產(chǎn)品也領(lǐng)先的產(chǎn)品卻只能便宜出售，只能說是我們國內(nèi)公司的遺憾。這種情況還是要靠國人的創(chuàng)新與智慧逐步改善，也靠行內(nèi)各位的互相支持。
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