TPA3116D2中文数据表

1、TPA3116D2 具有 AM 干扰抑制功能的15W、 30W、 50W无滤波器D类立体声放大器系列特性支持多种输出配置21V电压、4Q 桥接负载(BTL)负载条件下的功率为 2 X 50W (TPA3116D2)24V电压、8Q BTL负载条件下的功率为 2 X 30W (TPA3118D2)15V 电压、8Q BTL负载条件下的功率为 2 X 15W (TPA3130D2)宽电压范围：至 26V 高效 D 类运行兼具 > 90% 的功率效率与低空闲损耗特性，大幅减小了散热器尺寸高级调制系统配置，多重开关频率，AM 干扰防止，主从模式同步高达 的切换频率采用具有高PSRR 的反馈功率级

2、架构，降低了PSU 需求可编程功率限制，差分和单端输入立体声模式和单声道模式(采用单滤波器单声道配置)由单电源供电运行，减少了元件数量集成了具有错误报告功能的自保护电路，其中包括过压、欠压、过热、直流检测和短路等保护，耐热增强型封装DAD( 32 位引脚散热薄型小外形尺寸(HTSSOP) 封装，焊盘朝上)DAP ( 32 位 HTSSOP 封装，焊盘朝下)-40° C 至 85° C 环境温度范围应用小型-微型组件、扬声器、扩展坞底座汽车售后阴极射线管(CRT) TV消费类音频应用说明TPA31xxD2 系列器件是用于驱动扬声器的高效立体声数字放大器功率级，单声道模式下的驱

3、动功率高达100W/2Q。TPA3130D2的效率非常高，无需外部散热器即可在单层PCB板上提供2 X 15W的功率。TPA3118D2甚至可以在不使用外部散热器的情况下在双层 PCB上提供2 X 30W/8 Q 的功率。 如果需要更高的功率，可以选用 TPA3116D2 ,这 款器件在其顶层PowerPAD上连接一个小型散热器后可提供 2 X 50W/4 Q的功率。所 有这三款器件均使用同一种封装，这样一来，使用同一个PCB 板即可满足不同功率级的需求。TPA31xxD2 高级振荡器/PLL 电路采用多开关频率选项来抑制AM 干扰；搭配使用主从模式选项时，还可使多个器件实现同步。TPA31x

4、xD2 器件针对短路、过热、过压、欠压和直流等故障提供了全面保护。在过载情况下，器件会将故障情况报告给处理器，从而避免自身遭到损坏。器件信息详细描述 概述tpa31xxd2装置是一种高效的D类音频放大器集成120m Q MOSFET,允许输出电流高达 A的 高效率允许放大器提供一个极好的音频性能不需要一个庞大的散热片。该装置可配置为使用同步引脚的主从操作。这有助于防止声音节拍噪音。功能块图特征描述增益设置和主人和奴隶家庭的 tpa31xxd2 增益设置连接增益/ SLV 控制引脚的电压分压器。硕士或从属模式也由同一个引脚控制。一个内部的ADC 是用于检测8 个输入状态。前四阶段设置在主模式中获

5、得的收益为20， 26， 32， 36 分贝，而下一个四个阶段集在从模式增益为20， 26， 32， 36 分贝增益。增益设置在电源锁存当设备供电时，不能改变。表1 列出推荐的电阻值和状态增益：（ 1 ） 电阻公差应为5%或更好。在主模式，同步终端是一个输出，在从模式，同步终端是一个输入时钟输入。TTL 逻辑电平与符合GVDD 。输入阻抗家庭的tpa31xxd2 输入级是一个全差分输入级，输入阻抗的变化增益设置从9 KQ在增益36分贝至60 KQ在20 dB的增益。表1列出从最小到最大增益值。这的输入电阻值误差土 20%最小值将高于KQ0输入需要AC 耦合到输出直流偏移和确保斜坡的输出电压在电

6、源正确论与权力。输入交流耦合电容与输入阻抗形成一个高通滤波器有以下截止频率：如果一个平坦的低音响应是必需的下降到20 赫兹的建议截止频率为十分之一，2 赫兹。表2列出了建议的交流耦合电容器的每一个增益步。如果一个- 3 分贝是接受在20 赫兹 10 倍低电容器可以使用，例如，可以使用 1f所使用的输入电容应是一种低泄漏，如优质电解，钽或陶瓷的类型。如果一个偏光式是用积极的连接应面偏3 VDC 输入引脚。启动和关闭操作tpa31xxd2家庭使用操作旨在降低电源电流关断模式（ICC）的绝对最低水平在电力节约使用期。SDZ 输入端应举行在正常运行时，在正常运行时，在正常运行时，在正常运行时（见表）。

7、拉低作用将输出静音和放大器进入低电流状态。不建议离开SDZ无关的，因为放大器的操作将是不可预知的。最流行的性能将放大器断电，在关断模式，消除电源之前供应。在启动周期结束时选择增益设置。在启动周期结束时，增益是选定并不能更改，直到下一次电源。plimit 操作tpa31xxd2 家族有一个内置的电压限制器可用于限制输出电压水平以下电源轨，放大器的简单地工作，如果它是由一个较低的电源电压供电，从而限制了输出功率。加一个电阻分压器的GVDD 地面设置的电压在plimit 销。一个外部的如果需要更严格的公差，也可使用参考。添加一个1仙F的电容小针plimit地保证稳定性。建议连接到使用1spw pli

8、mit GVDD 调制方式时。plimit 电路上设置输出电压峰峰值限制。限制是通过限制的占空比以一个固定的最大值。这个极限可以被认为是一个“虚拟”的电压轨道，这是低于供应连接到PVCC。这个“虚拟”的轨道大约是 4倍的电压在plimit销。此输出电压可用于计算最大输出功率为给定的最大输入电压和扬声器阻抗。在哪儿输出功率（10%的THD） = X输出功率（移除）RL 负载电阻。RS是总串联电阻RDS （ON）,包括输出过滤器的阻力。副总裁是峰值幅度VP = 4x plimit 电压如果 plimit <4XVP（ 1） plimit taken with EVM 测量增益集to 26dB

9、 与输入电压set to 1Vrms。GVDD 供应用于电力供应的GVDD 的全桥式输出晶体管的大门。它也可以用来供应plimit 和增益 / SLV电压分压器。解耦GVDD与X5R陶瓷1仙仙F的电容到GND。这GVDD供应不可用于外部电源。建议限制当前消费采用电阻分压器的增益/ SLV和100 KQ或更plimitbspx和bsnx电容器全桥输出阶段只使用NMOS晶体管。因此，他们需要为每个输出的高边依次打开。220 nF陶瓷电容器质量X5R 或更好，额定电压至少16 伏，必须从每个输出连接到其相应的引导输入。（见应用电路在图 37 图。）bsxx引脚连接和相应的输出函数之间的自举电容器，作

10、为一个浮动电源的高侧N通道功率MOSFET的栅极驱动电路。在每一个高边开关周期，自举电容保持的栅极至源极电压高到足以保持高 边MOSFET 的开启。差分输入该放大器的差分输入级取消任何出现在通道的输入线的噪声。以使用tpa31xxd2家庭和一个差分源，连接音频源正导致 RINP或linp输入和音频源负导致里恩或属输入。使用 tpa31xxd2家庭用一个单一的结束源，交流地负输入通过一个电容等于输入电容论积极的和适用的音频源，无论是输入。在单端输入应用程序中，未使用的输入应该是交流接地在音频源，而不是在设备输入的最佳噪声性能。为了好瞬态性能，在每一个差分输入看到的阻抗应该是相同的。在输入阻抗的阻

11、抗应该被限制在一个钢筋混凝土的时间常数为1 毫秒或更少，如果可能的话。这是允许输入直流阻挡电容器成为完全充电在10 毫秒的时间。如果输入电容器是不允许完全充电，将有一些额外的灵敏度组件匹配如果输入组件没有很好的匹配，它会导致弹出。设备保护系统tpa31xxd2 家族包括一套完整的保护电路，精心设计，使系统的设计有效的，以及保护设备免受任何类型的永久性故障，由于短路，过载，过温、欠压。的faultz 引脚信号如果按照表4 中检测到错误：直流检测保护tpa31xxd2 家庭电路将保护扬声器免受直流电流可能发生的印刷电路板上的输入或短路上有缺陷的电容器。一个直流检测故障将报告故障引脚为低状态。直流检

12、测故障也会导致放大器关机改变输出状态为高阻。如果从短路保护自动恢复所需的锁存器，连接faultz 引脚直接到SDZ销。这让faultz引脚功能来自动驱动SDZ弓I脚低清除直流检测保护锁。直流检测故障时，输出差分占空比任何一个通道超过60%，超过420 毫秒在相同的极性。下面的表格显示了典型的直流检测保护的一些例子电源电压的几个值的阈值。此功能保护扬声器从大的直流电流或交流电流小于2Hz。为了避免滋扰故障由于直流检测电路，将SD引脚低电直到输入信号稳定。此外，要小心，以匹配的阻抗看到的正面和负输入，以避免扰直流检测故障。表 5 列出的最小输出偏置电压需要触发直流检测。输出必须保持在或上面的电压表

13、中列出了420 多毫秒触发的直流检测。短路保护和自动恢复功能tpa31xxd2 家庭保护过电流条件下的短路引起的输出级。短路保护故障报告的faultz 引脚为低状态。放大器输出切换当短路保护锁存器的时候，可以在高阻抗状态下进行。锁存器可通过循环清零SDZ 引脚通过低状态。如果从短路保护自动恢复所需的锁存器，连接faultz 引脚直接到SDZ 销。这让faultz 引脚功能来自动驱动SDZ 引脚低清除短路保护锁。在系统中，可能永久短从输出PVDD 或高电压电池一样汽车电池可以发生，与逆变晶体管保证高的faultz 信号拉低静音引脚重新启动，如下图所示：热保护在tpa31xxd2家庭热保护防止设备

14、损坏时，模内温度超过 150° C,有一个15° C的公差，从 设备到设备。一旦模具温度超过热行程点，该设备进入关机状态和输出被禁用。这是一个锁存故障。热保护故障报告的faultz 终端低状态。如果从热保护锁自动恢复的需要，将 faultz引脚直接到SDZ销。这让faultz引脚功能来自 动驱动SDZSI脚低清除热保护锁。装置调制方案tpa31xxd2家族在BD调制或1spw调制运行选项；这是由模式销。模式 = GND： BD 调制这是一个调制方案，允许在没有经典的液晶重建滤波器的运算放大器用短喇叭线驱动感应负载。每一个输出开关从0 伏到电源电压。的 outpx 和 out

15、nx 是相互不输入，在很少或没有电流演讲者。outpx的占空比是大于50% outnx小于正输出电压50%。outpx的占空比小于50%, outnx大于负输出电压的50%。这个在负载电压在0V 在大多数的开关周期，降低开关电流，这减少在任何负载的I2R 损耗。模式二高：1spw调制1spw模式改变了正常的调制方案，以轻微的刑罚实现更高的效率在THD窜解和更多的关注在输出滤波器的选择要求。在1spw模式的输出操作在空闲状态下的15%调制。当一个音频信号被施加一个输出将减少和一个将增加。降低输出信号将很快轨到 GND此时所有的音频调制发生通过不断上升的输出。其结果是，只有一个输出是在大多数的音频

16、周期切换。在这种模式下，由于减少开关损耗的效率提高。在 1spw模式THD&罚最小化的高性能反馈回路。由此产生的音频信号在每个半输出间断每次到GND俞出轨。这可能会导致在音频重建过滤器，除非在选择过滤器组件和使用过滤器的类型。效率：LC 滤波器所要求的与传统的D 类调制方案最主要的原因，基于AD 调制需要输出滤波器的传统的D 类放大器，最大电流流量的开关波形。这会导致更多的损失，这会导致更低的负荷效率。对于传统的调制方案，纹波电流较大，因为纹波电流较大电压乘以电压乘以时间。差分电压摆幅为 2XVCC,和在每个电压的时间是一半的周期为传统的调制方案。一个理想的液晶过滤器是必要的存储每一个

17、周期为下一个周期的纹波电流，而任何电阻会导致功耗。这个扬声器是电阻和反应性，而一个液晶滤波器几乎是纯粹的反应性。的tpa3116d2调制方案无滤波器在负载损耗小，因为脉冲短电压变化而不是2XVCC VCC。随着输出功率的增加，脉冲展宽，使纹波电流较大。纹波电流可以用液晶过滤器过滤，以提高效率，但对于大多数应用该过滤器是不需要的。LC 滤波器的截止频率小于D 类开关频率允许开关电流通过过滤器来代替负载。该过滤器具有较小的电阻，但更高的阻抗在切换频率比扬声器，这导致在功耗较小，因此提高效率。磁珠滤波器的考虑采用先进的排放抑制技术在tpa3116d2放大器能够设计高效率 D 类音频放大器的同时最大限

18、度地减少干扰周边电路。这也是可能的用低成本的铁氧体珠来实现这一。在这种情况下，它是必要的仔细选择铁素体在过滤器中使用。铁素体的选择的一个重要方面是在铁素体中使用的材料的类型珠。不是所有的铁素体材料是一样的，所以重要的是选择一个在10 到 100兆赫的材料是有效的范围是关键的D 类放大器的操作。规范消费的许多规范电子产品的排放限制低至30 兆赫。重要的是要使用的铁素体珠过滤器，以阻止辐射在 30 兆赫和以上的范围内，从扬声器电线和电源线，这是好的出现这些信号的天线。铁氧体的阻抗可以与一个小电容器一起使用在 1000个范围内的值，以减少到一个可接受的水平的信号的频谱的范围。最好的性能，谐振频率的铁

19、素体珠/电容滤波器应小于10 兆赫。此外，重要的是，铁素体的珠是足够大，以维持其在峰值电流的阻抗对于放大器。一些铁氧体珠制造商在不同的电流水平指定珠阻抗。在这种情况下，它是可能的，以确保铁氧体珠保持足够量的阻抗在峰值电流放大器将看到。如果这些规格不可用，也可以估算出胎圈在低功耗和最大限度的滤波器输出的谐振频率测量的电流处理能力权力。在这种情况下，小于百分之五十的谐振频率的变化是可取的。实例铁氧体磁珠进行与tpa3130d2工作可以在tpa3130d2evm看到用户指南slou341。一种高质量的陶瓷电容器也需要的铁氧体珠过滤器。一个好的低 ESR电容器 温度和电压特性将工作最好。额外的 EMC

20、 改进可以通过增加电路网络的每个D 类输出得到地。一个简单的RC串联电路网络建议值将在 330QPF系列1电容器虽然缓冲网络设计是具体到每一个应用和设计必须以考虑印刷电路板的寄生电抗，以及音频放大器。照顾评估应力对构件在缓冲网络特别是如果功放是运行在高氯化聚氯乙烯。也做确定缓冲网络布局紧凑，直接返回到IC 的 GND 引脚。何时使用输出滤波器抑制电磁干扰tpa3116d2已经用一个简单的铁氧体磁珠滤波器的各种应用，包括久经考验的扬声器电线高达125 厘米，高功率。的tpa3116d2 EVM 通过 FCC B 类规格下这些条件用扭曲的喇叭线。的大小和类型的铁素体珠可以选择以满足应用需求。此外，

21、如果必要的话，过滤器电容器可以增加一些对效率的影响。有可能是一些电路实例，有必要添加一个完整的液晶重建过滤器。这些如果有附近的电路，这是敏感的噪音可能会发生的情况。在这些情况下经典二阶 Butterworth 滤波器类似下图所示可以用。有些系统几乎没有电源去耦，从交流线路，但也受到线进行干涉（ LCI ）条例。这些措施包括：“墙疣”和“动力砖”的系统。例， LC 重构滤波器可以是成本最低的方式通过LCI 试验。共模扼流圈使用低频铁氧体材料也可有效防止线路传导干扰。避免电磁干扰减少在AM广播频段的干扰，这tpa3116d2拥有改变开关频率的能力经是<< 2:0 >引脚。推荐的频

22、率是在表6上市。基频及其秒谐波在AM 波段上市。这消除了由于切换而导致的音调频率的AM 收音机解调。设备功能模式单模式（PBTL ）tpa31xxd2家庭可以连接在单声道模式使输出功率100W。这是通过：连接装置和innl 直接接地（无电容）这套装置在单声道模式中上电。连接outpr和outnr一起积极发言终端和 outnl和outpl 一起负脚。模拟输入信号的应用效果和innr。应用与实现注：in the following 应用信息部分is not part of the TI 组件规范和Ti does not权证及其精度金完备。ti' S customers arerespons

23、ible for测定的适宜性 of components for their用途。 客户应他们的设计实现与测试validate to confirm 系统功能。应用信息这部分有硕士学位和斯拉夫describes应用。大师是构型有立体声输出 and the你是 pbtl 斯拉夫构型单输出。典型的应用。解决了，U1 tpa3116d2硕士模式在400千赫，BTL增益20dB,如果不实施，权力的限制U2 in斯拉夫语、pbtl增益20db模式。输入是连通for差动输入。典型应用8.2.1 设计要求8.2.2 详细设计过程tpa31xxd2 的家庭是一个非常灵活和易于使用的D 类放大器；因此设计过程直

24、截了当。在开始设计之前，收集以下有关音频系统的信息。PVCC 铁路计划的设计扬声器或负载阻抗最大输出功率要求所需的脉宽调制频率选择 PWM 频率采用 AM0 设置 PWM 频率， AM1 ， AM2 引脚。选择放大器的增益和主/从模式为了选择放大器增益设置，设计人员必须确定最大功率目标和扬声器阻抗。一旦这些参数已被确定，计算所需的输出电压摆幅提供最大输出功率。选择最低的模拟增益设置，对应于产生一个输出电压摆幅比所需的最大功率输出摆幅。模拟增益和主/从模式可以通过选择设置电压分压电阻（R1和R2）的增益/ SLV销。选择输入电容选择大容量电容器在PVCC 输入适当的电压裕度和足够的容量来支持功率

25、要求。在实践中，一个设计良好的电源，两个 100nF轴，应将电容充足。一个电容应放置在设备两侧PVCC 输入。 PVCC 电容器应该是一个低ESR 的类型，因为他们被用在高速开关应用。选择去耦电容质量好的去耦电容需要在每个PVCC 输入添加到提供良好的可靠性，良好的音频性能，并符合法规要求。X5R 或更好的评级应采用应用。考虑温度，纹波电流和电压过冲，当选择去耦电容。同时，这些去耦电容应靠近PVCC 和 GND 连接为设备为了减少串联电感。选择自举电容器每个输出需要启动电容器提供高侧FET的栅极驱动输出。为此设计，使用仙F, 25-V X5R或更高质量的电容器应用曲线电源推荐为tpa3116d

26、2电源要求由一个高电压功率输出扬声器放大器的阶段。几片上稳压器，包括在tpa3116d2生成音频路径的内部电路所需的电压。重要的是要注意的是，电压调节器已被集成的大小只提供必要的电源的内部电路的电流。这个外部引脚只提供作为一个连接点的芯片旁路电容器来过滤电源。连接外部电路，这些调节器输出可能会导致性能降低和损坏的装置。高压电源，在 V和26 V,提供模拟电路（内部）和功率阶段（PVCC）。AVCC 供应饲料内部LDO 包括 GVDD 。该 LDO 输出连接外部引脚用于过滤的目的，但不应该连接到外部电路。GVDD LDO 输出为内部函数提供当前所需的大小，但不提供外部负载。布局布局指南tpa31

27、16d2可以用一个小的，廉价的铁氧体磁珠输出滤波器对于大多数应用程序。不过由于 D 类开关边缘快速，需要照顾的时候打印布局规划电路板。以下建议将有助于满足电磁兼容的要求。电容器的高频去耦电容应尽量靠近放置PVCC 解耦尽可能计算机终端。大（100 nF或更大）的散装的电源去耦电容应被放置在PVCC供应tpa3116d2本地，高频旁路电容应靠近 PVCC 引脚尽可能。这些限制可以连接到集成电路直接接地垫一个极好的接地连接。考虑添加一个小的，质量好的低ESR 陶瓷电容器之间100 pF和1核因子和一个更大的中间频率上限值在220个核因子和1叱F之间也有良好的质在芯片两端PVCC 连接。保持电流环从

28、每一个输出，通过铁素体珠和小过滤器帽和回GND 和紧尽可能小。电流环的大小决定了其作为天线的有效性。接地去耦电容应连接到GND PVCC。所有地面应连接集成电路的接地，应作为一个中央接地或星地面的tpa3116d2。输出滤波器的铁氧体电磁干扰滤波器（见图35）应放置在靠近输出端的可能对于最好的电磁干扰性能。该过滤器应放置在接近输出。用电容器铁氧体和液晶过滤器应接地。布局指南比如布局，看到tpa3116d2评价模块（tpa3116d2evmj）用户指南（slou336）。两EVM用户手册和热垫的应用报道，SLMA002和slma004,可在钛在网站。布局实例散热器上使用的EVM热沉（零件号ats

29、-ti 10 op-521-c1-r1）使用的EVM是一个14x25x50毫米铝型材散热片有三散热片（见下图）。在散热器的附加信息，去。这个大小的散热片已显示出足够的连续输出功率。音乐的顶峰因素气流将降低散热片大小的要求，可以使用较小的类型。11 器件和文档支持商标All trademarks are the property of their respective owners.静电放电警告ESD 可能会损坏该集成电路。德州仪器（TI） 建议通过适当的预防措施处理所有集成电路。如果不遵守正确的处理措施和安装程序,可能会损坏集成电路。ESD 的损坏小至导致微小的性能降级, 大至整个器件故障。精

30、密的集成电路可能更容易受到损坏 , 这是因为非常细微的参数更改都可能会导致器件与其发布的规格不相符。术语表SLYZ022 TI 术语表。这份术语表列出并解释术语、首字母缩略词和定义。12 机械、封装和可订购信息以下页中包括机械、封装和可订购信息。这些信息是针对指定器件可提供的最新数据。这些数据会在无通知且不对本文档进行修订的情况下发生改变。欲获得该数据表的浏览器版本，请查阅左侧的导航栏。重要声明德州仪器 (TI) 及其下属子公司有权根据JESD46 最新标准, 对所提供的产品和服务进行更正、修改、增强、改进或其它更改，并有权根据JESD48 最新标准中止提供任何产品和服务。客户在下订单前应获取

31、最新的相关信息, 并验证这些信息是否完整且是最新的。所有产品的销售都遵循在订单确认时所提供的TI 销售条款与条件。TI 保证其所销售的组件的性能符合产品销售时TI 半导体产品销售条件与条款的适用规范。仅在 TI 保证的范围内，且TI 认为有必要时才会使用测试或其它质量控制技术。除非适用法律做出了硬性规定，否则没有必要对每种组件的所有参数进行测试。TI 对应用帮助或客户产品设计不承担任何义务。客户应对其使用TI 组件的产品和应用自行负责。为尽量减小与客户产品和应用相关的风险，客户应提供充分的设计与操作安全措施。TI 不对任何 TI 专利权、版权、屏蔽作品权或其它与使用了TI 组件或服务的组合设备、机器或流程相关的TI 知识产权中授予的直接或隐含权限作出任何保证或解释。TI 所发布的与第三方产品或服务有关的信息，不能构成从TI 获得使用这些产品或服务的许可、授权、或认可。使用此类信息可能需要获得第三方的专利权或其它知识产权方面的许可，或是TI 的专利权或其它知识产权方面的许可。对于 TI 的产品手册或数据表中TI 信息的重要部分，仅在没有对内容进行任何篡改且带