TPA3004D2芯片中文介绍.doc

D类功率放大器TPA3004D2介绍 TPA3004D2是德州仪器公司生产的针对模拟信号输入的D类功率放大器，其内部电路框图如图3-48所示(图中只绘出了右声道，左声道与右声道相同)。 TPA3004D2具有以下特点： 每通道有12W功率，负载阻抗为8Ω，工作电源为15V； 效率高，功耗和发热低； 具有32级直流音量控制，-40～36dB； 具有供给耳机放大器的线输出，且可控制音量； 体积小，可节省空间，有增强散热的PowerPADTM封装； 内置过热和短路保护。 由于TPA3004D2具有这些特点，它特别适合作为液晶彩电等平板显示设备的音频功放 使用。图1所示为TPA3004D2的引脚排列图，其引脚功能如表1所示。 图1 TPA3004D2内部电路框图 工作时，模拟音频信号加到TPA3004D2后，经放大给调制电路，调制波为频率等于 250kHz的三角形载波，产生载有音频信息的PWM信号，送入驱动电路，去控制由4个NMOS 晶体管构成的H形桥接输出级。 图2 TPA3004D2引脚排列图 表1 TPA3004D2引脚功能 TPA3004D2桥接负载两端的电压由OUTP与OUTN的差形成，4个NMOS晶体管的开 关状态如图4所示。图中OUTP的占空比大于OUTN，二者的差OUTP-OUTN为正极性； 当OUTP占空比小于OUTN的占空比时，OUTP-OUTN即会变成负极性。 图4 H型桥4个NMOS晶体管的开关状态与输出波形 H形桥输出级全部采用NMOS晶体管，为使H形桥的高电位桥臂(NMOS1、NMOS3) 快速导通，NMOS1、NMOS3在各自的导通期，其栅极与源极之间需要保持高电平，因而对 NMOS1、NMOS3的栅极采用了一套自举电路。BSRN、BSRP是右声道自举电路的引脚(左 声道也相同)，BSRN外接10nF陶瓷电容器CBs后连接到桥路输出引脚ROUTN，BSRP外接 10nF陶瓷电容器CBs后连接到桥路输出引脚ROUTP。 为了确保NMOS管的栅极与源极之间的电压不超过额定值，TPA3004D2内部设有两个 针对栅极电压的钳位电路，该钳位电路要求在VCLAMPL(25脚)及VCLAMPR(36脚)与 地之间需外接1pF且耐压不低于25V的电容器。 为确保输出总谐波失真(THD)低，防止扬声器与放大器之间的长导线产生振荡，供电 电源的退耦措施极为重要。应根据电源线上不同的噪声选用不同类型的退耦电容器，对高频 瞬态噪声信号，可选用等效串联电阻低、容量为0．1uF的陶瓷电容器，连接在电源引脚与地之间，排布位置须尽可能靠近电源引脚。滤除低频噪声信号，应选用大容量(10uF)铝电解 电容器，连接在电源引脚与地之间，排布位置须尽可能靠近功率放大器输出级引脚(PVCC 引脚：14、15、22、23、38、39、46、47，AVcc引脚：33)。 TPA3004D2用于有源扬声器中，当放大器到扬声器线路较长或存在低频敏感电路时，应加LC滤波器，多数应用场合需要加铁氧体磁珠滤波器，如图5所示。 磁珠要选择对高频呈现高阻抗、对低频呈现出非常低阻抗的材料，磁珠的排布位置须尽可能靠近TPA3004D2的输出端子。但在很多应用场合，并不需要外加滤波器。从放大器输出端提取音频信号时，是依靠扬声器固有的电感以及人耳的听觉特性来恢复音频信号的，因为当开关频率很高(例如250kHz)时，扬声器的音圈是不会动的。 图5磁珠输出滤波器