1 前言

TI公司的第三代D類音頻功率放大器ICs均帶有小于1μA的關(guān)閉控制電流和典型值為7mA或8mA　的低電源電流,，它們都采用創(chuàng)新的調(diào)制技術(shù),，不需要或僅需要低成本小型輸出濾波器,。由于在封裝上解決了散熱問題,，因而無需使用散熱片,。這一代新型D類功放芯片輸出功率與溫度之間的關(guān)系呈平直曲線，這一點(diǎn)是AB類放大器無法相比的,。它們中的所有器件都內(nèi)置有去砰聲/去咔嗒聲電路,，可有效消除開/關(guān)噪聲，同時(shí)芯片都內(nèi)置短路保護(hù)和過熱關(guān)斷電路,，從而提高了器件本身和系統(tǒng)的可靠性,。

　　TPA3007D1是TI公司最近推出的6.5W單聲道BTL D類音頻功率放大器芯片，該芯片的效率可達(dá)85%@Vcc=12V　以上,，且具有12dB,、18dB、23.6dB和36dB四種增益可供控制和選擇,。其應(yīng)用領(lǐng)域包括LCD監(jiān)視器,、TVs、PCs,、車載免提套件和動(dòng)力powered　揚(yáng)聲器等,。

　　2 TPA3007D1的結(jié)構(gòu)功能

　　采用24引腳TSSOP封裝的TPA3007D1芯片的引腳排列如圖1所示。

　　TPA3007D1內(nèi)部含有偏置與電壓參考,、增益調(diào)節(jié)電路,、PWM調(diào)制電路、柵極驅(qū)動(dòng)器,、四只MOSFET組成的H-橋功率極及短路檢測和過熱關(guān)斷保護(hù)等電路,。 圖2是其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。

　　TPA3007D1的電源電壓(Vcc/PVcc)范圍為8～18V(典型值為12V);負(fù)載阻抗RL大于7Ω;其GAIN0,、GAIN1和SHUTDOWN腳的高電平輸入電壓VIH應(yīng)大于2V;低電平輸入電壓VIL則應(yīng)小于0.8V;TPA3007D1工作環(huán)境溫度范圍為-40～+85℃,。

　　3 第三代調(diào)制技術(shù)方案

　　TPA3007D1采用創(chuàng)新的調(diào)制方案。雖然每路輸出(OUTP和DUTN)幅度仍然從0V到VCC(12V)，但當(dāng)無輸入時(shí),，OUTP和OUTN為同相位,。對于正輸出電壓，OUTP的占空比大于50%,，而OUTN的占空比則小于50%,。對于負(fù)輸出電壓，OUTP占空比小于50%,，而OUTN占空比大于50%,。在開關(guān)周期的大部分時(shí)間里，負(fù)載兩端的電壓是0V,。在這種調(diào)制方式下,，負(fù)載上的差分電壓幅度不是2VCC，而是VCC,，因而大大減小了開關(guān)電流和紋波電流及負(fù)載損耗(I2R),。由于負(fù)載上的差分電壓脈沖很窄，因而可以省去輸出濾波器,。只有在輸出功率較大時(shí),，由于輸出脈沖變寬，紋波電流增大,，為了提高效率,，才需要小型鐵氧體有孔磁珠(ferrite bead)濾波器。圖3為第三代調(diào)制方案的電壓和電流波形,。

　　4 應(yīng)用電路

　　由TPA3007D1組成的6.5W BTL D類音頻功率放大器電路如圖4所示,。圖中，U1(TPA3007D1)的振蕩器頻率fosc可由20腳外電阻R1和21腳外的電容C12設(shè)定在250kHzfosc=6.6/(R5 ·C12),。放大器增益則可通過U1的3腳和4腳來進(jìn)行設(shè)置,。

　　當(dāng)TPA3007D1的5腳(SHUTDOWN腳)為高電平(大于2V)時(shí)，IC正常工作,。若該腳被拉低,，IC將進(jìn)入關(guān)閉模式。在關(guān)閉狀態(tài),，放大器輸出靜音,，此時(shí)僅消耗1μA的電源電流。

　　U1的OUTP和OUTN輸出端連接的L1,、C14和L2,、C15可組成輸出濾波器。其中,，L1和L2為小型鐵氧體片式有孔磁珠(ferrite chip bead)型號為Fair Rote 2512067007Y3,。濾波器的截止頻率為1MHz,，可用來減小EMI，以使其符合FCC和CE標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,。而L1和L2則應(yīng)在高頻時(shí)呈現(xiàn)高阻抗,，在低頻時(shí)呈現(xiàn)低阻抗。OUTP和OUTN腳與地連接的肖特基二極管D1和D2B130　用于吸收輸出瞬態(tài)尖峰脈沖和進(jìn)行輸出短路保護(hù),。D1和D2在1A下的正向壓降應(yīng)低于0.5V,，耐壓則應(yīng)大于30V。

　　TPA3007D1內(nèi)置短路檢測電路,。當(dāng)電路發(fā)生短路時(shí),，輸出驅(qū)動(dòng)會(huì)迅速截止，從而使器件進(jìn)入關(guān)閉模式,。