PAM8403小功率3W双声道D类功放电路

2017-03-16 101 0

PAM8403 静态电流和低 EMI,在 4 Ω 负载和 5 V 电源条件下提供高达 3 W 输出功率,效率高达 90%,低 THD、低噪声,具有短路电流保护和热保护,极少外部元器件、节省空间和成本。

应用:LCD 电视机、监视器。

应用信息:最大增益——如原理框图所示,PAM8403/CS8403 内部有两级放大器,第一级增益由输入电阻 Ri(芯片外部与芯片内部之和)和反馈电阻 Rf 决定,第二级增益固定为 2×,第一级放大器的输出作为第二级放大器的输入,因此两个放大器的增益正好相乘但相位相差 180°。所以 PAM8403/CS8403 总的增益为:反馈电阻 Rf=142 kΩ,而输入电阻 Ri(芯片内部)为 18 kΩ,所以最大闭环增益是 24 dB。

静音工作模式:MUTE 引脚是 PAM8403/CS8403 控制输出级的一个输入端,在这个引脚上加一个逻辑低电平关闭输出、输入一个逻辑高电平开启输出,这个引脚可以作为输出端的快速关闭/启动,而不需要慢慢减低音量。因为内部的上拉电阻,MUTE 引脚还可以悬空。

关断工作模式:为了减少不使用时的功率消耗,PAM8403/CS8403 包含关闭电路来关闭放大器的偏压电路。当 SHDN 引脚加低电平时器件处于关断模式、电源电流将会减至最小。因为内部上拉电阻,SHDN 引脚还可以悬空。

电源退耦:PAM8403/CS8403 是高性能 CMOS 音频放大器,需要足够的电源退耦以保证输出 THD 和 PSRR 尽可能小。电源的退耦需要两个不同类型的电容来实现。为了更高频响应和减小噪声,一个适当等效串联电阻(ESR)的陶瓷电容(典型值 1.0 μF)放置在尽可能靠近器件 VDD 端口可得到最好的工作性能;为了滤除低频噪声信号,推荐放置一个 20 μF(陶瓷电容)或更大的电容在靠近音频放大器处。

输入电容(Ci):对于便携式设计,大输入电容既昂贵又占用空间,因此需要恰当的输入耦合电容。在许多应用便携式扬声器的例子中,无论内部还是外部,很少可以重现低于 100 Hz 至 150 Hz 的信号,因此使用一个大的输入电容不会增加系统性能。输入电容(Ci)和输入电阻(Ri)组成一个高通滤波器。除了系统损耗和尺寸,滴答声和噼噗声受输入耦合电容 Ci 的影响:一个大的输入耦合电容需要更多的电荷才能到达它的静态电压(1/2VDD),这些电荷来自经过反馈的内部电路,并有可能产生噼噗声的器件启动端,因此在保证低频性能的前提下减小输入电容可以减少启动噼噗声。

模拟旁路电容(CBYP):模拟旁路电容(CBYP)是最关键的电容并与几个重要性能相关。在从关闭模式启动或复位时,CBYP 决定了放大器开启的速度;第二个功能是减少电源与输出驱动信号耦合时制造的噪声,这些噪声来自于内部模拟基准或放大器等其它器件,降低了 8403 的 PSRR 和 THD+N 性能。

欠压锁定:PAM8403/CS8403 具有低电压检测电路,当电源电压下降到 2.0 V 以下时 8403 关闭输出,直到 VDD≥2.2 V 时器件再次开启回到正常状态。

短路保护:PAM8403/CS8403 具有短路保护功能,一旦检测到输出与输出、输出与地短路,芯片立即关闭,避免芯片受损坏;如果短路消除,器件重新开启。

过温保护:当芯片的温度超过 140 ℃ 时热保护电路起作用、芯片被关断。由于芯片制造工艺的差异,不同的芯片之间最大有 15 ℃ 的偏差;当温度下降到 30 ℃ 后热保护取消、8403 正常工作。

EMI:在电源端加一个 1000 μF 的耦合电容能有效减小 EMI,前提是放大器到扬声器的距离小于 20 cm。大部分应用需要一个如图 2 所示的磁珠滤波器,滤波器有效地减小了 1 MHz 以上的 EMI。在该应用中,在高频时应选择高阻抗的、而在低频率时应选择低阻抗的。

使用注意事项:1、当 PAM8403/CS8403 工作在无滤波器时,必须先接通扬声器再接通电源,否则容易对芯片造成损坏。2、当工作在无滤波器时,最好在连接到扬声器的引出口先套上一个铁氧体磁环以减少可能的电磁干扰。3、芯片的极限工作电压为 5.5 V,最大工作电压为 5.0 V。在电池工作时,如果采用 4 节新的普通干电池或碱性电池,其电压有可能会超过 6 V 从而对芯片造成损坏,所以最好采用 4 节充电电池或 3 节碱性电池,其总电压不超过 5.5 V。4、由于芯片中的数字音量控制具有很大的增益,所以在增大其音量时要注意不要让输入信号过大而使信号产生削波限幅,甚至还可能使芯片损坏。5、在测试时,如果无滤波器工作、采用纯电阻代替扬声器,所得到的测试结果会比采用扬声器作为负载时的结果为差,包括 THD 的结果、效率测试的结果等。

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