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TPA3255 325W立體聲/600W單聲道D類功放IC快速設計 |
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文章來源:永阜康科技 更新時間:2021/9/30 17:08:00 |
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概述
TPA325X 系列為TI 公司的集成MOSFET classD 單片音頻功率放大器。 有以下幾個功能特征:
單邊電源供電;體積小,最大功率450W(TPA3255,PBTL,THD=1%);可選三種架構模式:單端SE模式(4.0);橋接BTL模式(2.0);并行橋接PBTL模式(0.1);可選三種classD采樣工作頻率:450kHz;500kHz;600kHz;可選限流級別,并支持CB3C限流模式;有完整的保護機制,包括 過流,欠壓,過壓,過熱;并有結溫狀態顯示引腳;支持系統多片主從模式設計。
設計
電源設計
PVDD設計: 應依所需功率合理設計,官方給出設計范圍18~53.5V。 以100W 4Ω 為例:輸出20V RMS,Vp=28V,考慮電源線性度除以因素0.8,得出35V。 電流依系統總功率及效率80%計算 GVDD及VDD設計: VDD為IC邏輯控制提供電源,GVDD為驅動MOSFET 提供電源, 官方給出設計范圍:MIN10.8V / TYP12V / MAX13.2V 。此范圍小,應使用500mA-1000mA的12V穩壓電源。
設計流程
1. 確定系統的架構模式,設計M1,M2電平

(1)1為DVDD,0為GND;
(2)BTL 模式下,inputA和inputB 作為一組為平衡輸入,inputC和inputD 作為一組為平衡輸入;
(3)INPUT_C,INPUT_D 必需接GND 才能啟動PBTL模式;
(4)輸出濾波架構需相應修改。
2. 確定系統功率,設計限流閾值: 通過OC_ADJ引腳串聯電阻設定:
CB3C指允許瞬間過流,音樂功率不是一個恒定的值,特別是低音部分,功率瞬間拉高, CB3C使得在播放重低音音樂時不被誤保護,提高動態。
3. 設計classD 采頻率: 通過FREQ_ADJ引腳串聯電阻設定:

頻率越高越保真。但是發熱會越高,對系統設計要求高,包括熱設計,PCB Layout等
4. RESET / FAULT / CLIP_OTW

依啟動時序,RESET應在電源穩定后(開機延時)再作拉高,無系統外3.3v時,用DVDD作高電平。 因TPA325X沒有mute引腳,RESET也可作mute控制使用,拉低靜音。

無論什么原因導致的無輸出,FAULT都會是“0”狀態; 當結溫超過125℃時,CLIP_OTW置”0“狀態,如結溫繼續上升到155℃時,FAULT置“0”狀態,并關斷輸出, "OTE"被使能,輸出關斷鎖定,必須重新復位才能啟動; 所以一個好的設計應該是這樣:檢測CLIP_OTW的狀態,當CLIP_OTW置“0”時,系統相應減小音量,以防激活“OTE”
5. 輸出LC濾波器設計
跟據不同的工作模式選擇不同的LC濾波器類型,此電容和電感的選型對音質的影響很大。 電容應選擇耐壓100V級別的金屬皮膜電容。 電感小功率時可選用磁屏蔽式的,EMC表現較好;大功率時應選繞線電感,散熱好,線性度好,音質好。 當然不同的磁芯材料對性能音質影響很大,目前做得比較好的class D LC濾波器磁芯是進口的紅色磁芯。
6. PCB layout layout 注意點: 1,使用一個完整的接地平面,使電源具有良好的低阻抗和電感回路電源和音頻信號。
2,保持從接地引腳到設備周圍PCB區域的連續接地平面盡可能多的接地引腳,因為接地引腳是封裝中最好的熱導體。
3,PCB布局、音頻性能和EMI緊密相連。
4,布線音頻輸入應保持短距離,并與伴隨的音頻源接地一起。
6,PVDD線上的小旁路電容器應盡可能靠近PVDD管腳。
7,IC下方的局部接地區域對于保持穩固以最小化地面反彈非常重要。
8,調整無源元件的方向,使無源元件的窄端朝向TPA3255設備,除非無源元件兩個焊盤之間的區域足夠大,允許銅在兩個焊盤之間覆蓋。
9,避免在TPA3255設備附近放置其他產熱部件或結構。
其它
7,熱設計 7,多IC系統設計 8,PFFB 后反饋設計
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CS83711 |
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