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(gè)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(gòu)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(jí)別，并支持CB3C限流模式；

有完整的保護(hù)機(jī)制，包括 過流，欠壓，過壓，過熱；并有結(jié)溫狀態(tài)顯示引腳；

支持系統(tǒng)多片主從模式設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)

電源設(shè)計(jì)

PVDD設(shè)計(jì)：

應(yīng)依所需功率合理設(shè)計(jì)，官方給出設(shè)計(jì)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(tǒng)總功率及效率80%計(jì)算

GVDD及VDD設(shè)計(jì)：

VDD為IC邏輯控制提供電源，GVDD為驅(qū)動(dòng)MOSFET 提供電源,
官方給出設(shè)計(jì)范圍：MIN10.8V / TYP12V / MAX13.2V 。此范圍小，應(yīng)使用500mA-1000mA的12V穩(wěn)壓電源。

設(shè)計(jì)流程

1. 確定系統(tǒng)的架構(gòu)模式，設(shè)計(jì)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(dòng)PBTL模式； (4)輸出濾波架構(gòu)需相應(yīng)修改。

2. 確定系統(tǒng)功率，設(shè)計(jì)限流閾值：
通過OC_ADJ引腳串聯(lián)電阻設(shè)定：

CB3C指允許瞬間過流，音樂功率不是一個(gè)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(shí)不被誤保護(hù)，提高動(dòng)態(tài)。

3. 設(shè)計(jì)classD 采頻率：
通過FREQ_ADJ引腳串聯(lián)電阻設(shè)定：

頻率越高越保真。但是發(fā)熱會(huì)越高，對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求高，包括熱設(shè)計(jì)，PCB Layout等

4. RESET / FAULT / CLIP_OTW

依啟動(dòng)時(shí)序，RESET應(yīng)在電源穩(wěn)定后（開機(jī)延時(shí)）再作拉高，無系統(tǒng)外3.3v時(shí)，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?qū)е碌臒o輸出，FAULT都會(huì)是“0”狀態(tài);
當(dāng)結(jié)溫超過125℃時(shí)，CLIP_OTW置”0“狀態(tài)，如結(jié)溫繼續(xù)上升到155℃時(shí)，FAULT置“0”狀態(tài)，并關(guān)斷輸出, "OTE"被使能，輸出關(guān)斷鎖定，必須重新復(fù)位才能啟動(dòng)；
所以一個(gè)好的設(shè)計(jì)應(yīng)該是這樣：檢測CLIP_OTW的狀態(tài)，當(dāng)CLIP_OTW置“0”時(shí)，系統(tǒng)相應(yīng)減小音量，以防激活“OTE”

5. 輸出LC濾波器設(shè)計(jì)

跟據(jù)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(duì)音質(zhì)的影響很大。
電容應(yīng)選擇耐壓100V級(jí)別的金屬皮膜電容。
電感小功率時(shí)可選用磁屏蔽式的，EMC表現(xiàn)較好；大功率時(shí)應(yīng)選繞線電感，散熱好，線性度好，音質(zhì)好。
當(dāng)然不同的磁芯材料對(duì)性能音質(zhì)影響很大，目前做得比較好的class D LC濾波器磁芯是進(jìn)口的紅色磁芯。

6. PCB layout
layout 注意點(diǎn)：
1，使用一個(gè)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(hào)。

2，保持從接地引腳到設(shè)備周圍PCB區(qū)域的連續(xù)接地平面盡可能多的接地引腳，因?yàn)榻拥匾_是封裝中最好的熱導(dǎo)體。

3，PCB布局、音頻性能和EMI緊密相連。

4，布線音頻輸入應(yīng)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(yīng)盡可能靠近PVDD管腳。

7，IC下方的局部接地區(qū)域?qū)τ诒３址€(wěn)固以最小化地面反彈非常重要。

8，調(diào)整無源元件的方向，使無源元件的窄端朝向TPA3255設(shè)備，除非無源元件兩個(gè)焊盤之間的區(qū)域足夠大，允許銅在兩個(gè)焊盤之間覆蓋。

9，避免在TPA3255設(shè)備附近放置其他產(chǎn)熱部件或結(jié)構(gòu)。

其它

7，熱設(shè)計(jì)
7，多IC系統(tǒng)設(shè)計(jì)
8，PFFB 后反饋設(shè)計(jì)

注意

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的TPA3255 classD 音频功放快速设计的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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