數(shù)字功放參考方案設(shè)計(jì)與應(yīng)用 數(shù)字功放電感選型

近日，宜普電源轉(zhuǎn)換公司EPC宣布推出EPC9192參考設(shè)計(jì)。該參考設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)性能優(yōu)越、緊湊型、高效率的D類音頻放大器，廣泛應(yīng)用于家庭音響、專業(yè)音響、汽車音響等數(shù)字功放設(shè)備中。EPC9192采用了科達(dá)嘉電子自主研發(fā)設(shè)計(jì)的大電流數(shù)字功放電感CPD2315FA-100M，助力實(shí)現(xiàn)數(shù)字功放設(shè)備的高保真、低失真、低噪音。

01-方案設(shè)計(jì)與應(yīng)用

EPC9192采用接地參考、分離式雙電源單端（SE）設(shè)計(jì)，在4Ω負(fù)載時，每聲道輸出功率達(dá)700 W。在半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中使用EPC的200V、EPC2307、eGaN? FET。兩個通道也可以配置為橋接負(fù)載（BTL）模式，功率可達(dá)1400W / 8Ω。

EPC9192采用模塊化設(shè)計(jì)，具有很高的靈活性和擴(kuò)展性。包括1塊 EPC9192主板、2塊 EPC9558L PWM 調(diào)制器子板、2塊 EPC9558P 功率級子板?？蓪?shí)現(xiàn)雙通道數(shù)字功放，具有輔助管理電源和保護(hù)功能。用戶能夠?qū)崿F(xiàn)PWM調(diào)制器和功率級定制電路，通過定制 PWM 調(diào)制器可以實(shí)現(xiàn)不同的調(diào)制技術(shù)，也可以改變開關(guān)頻率。功率級板也可實(shí)現(xiàn)定制，從而可以對不同的器件進(jìn)行評估和比較。

參考設(shè)計(jì)電路板如圖 1 所示，EPC9192方案板原理圖、EPC9558P 功率級子板原理圖分別如圖2、圖3所示。

圖1 ：EPC9192方案板

圖2：EPC9192方案板原理圖

圖3：EPC9558P 功率級子板原理圖
（資料來源：EPC網(wǎng)站）

1. 主要特性

? 每通道700 W @ 2-4Ω / 350 W @ 8Ω
?具有BTL功能（1400 W @ 4-8Ω，>100 VRMS）
?< 0.005% THD+N，> 120 dB SNR
?頻率響應(yīng)：5 Hz - 20 kHz +/- 0.5 dB
?過流、過熱、欠壓和過壓保護(hù)功能

2. 性能測試

采用音頻分析儀對音頻進(jìn)行測量，在8Ω負(fù)載條件下，對不同電源電壓、不同輸出功率下的效率進(jìn)行了測試。
圖4顯示了在48V、70V和82V電源電壓下，基于 GaN 晶體管的 D 類音頻放大器在低功率范圍 (a) 和高功率范圍 (b) 的效率與輸出功率之間的關(guān)系。測試顯示：EPC9192評估板在 350 W/8Ω負(fù)載時的效率約為 96%。

圖4a: 低功率下的效率

圖4b: 高功率下的效率

圖5 ：THD+N 與輸出功率水平的關(guān)系，4Ω負(fù)載

圖6：THD+N 與頻率的關(guān)系1 W（實(shí)線）、10W（虛線）、100W（虛線），4Ω負(fù)載

02-數(shù)字功放電感產(chǎn)品特點(diǎn)

EPC9192參考設(shè)計(jì)功率級子板采用了科達(dá)嘉大電流數(shù)字功放電感CPD2315FA-100M。電感值10μH，飽和電流45.50A，產(chǎn)品尺寸23x23x15mm，工作溫度為-40℃～+125℃。電感器采用寬溫低功耗材料和扁平線圈繞組設(shè)計(jì)，具有低電阻、低溫升、低損耗等特點(diǎn)，優(yōu)異的電流穩(wěn)定性和信號傳輸性能，緊湊型封裝尺寸設(shè)計(jì)，適合各種小體積方案設(shè)計(jì)。

1.電氣特性

CPD2315FA-100M飽和電流曲線：

CPD2315FA-100M溫升電流曲線：

CPD2315FA系列目前有三個型號，電感值范圍10～22μH，飽和電流45.5～23.5A，溫升電流14A，可滿足不同方案設(shè)計(jì)需求。

作為全球領(lǐng)先的磁性元件技術(shù)供應(yīng)商，科達(dá)嘉電子專注功率電感研制23年。為了滿足數(shù)字功放小體積、大功率、低輻射、低失真等設(shè)計(jì)需求，科達(dá)嘉電子自主研發(fā)了多個系列的數(shù)字功放電感。如：CPD、?CSD、CPE、CSAD、VSAD、VSD等多個系列。其中，CPD系列憑借大電流、低損耗、高效率、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢，被英飛凌等全球知名的IC方案商多次寫入?yún)⒖荚O(shè)計(jì)中。

2. 科達(dá)嘉CPD系列產(chǎn)品特點(diǎn)

CPD系列數(shù)字功放電感具有以下特點(diǎn)：
?緊湊型設(shè)計(jì)，節(jié)省 PCB 安裝面積。
?磁屏蔽結(jié)構(gòu)，抗電磁干擾(EMI)性能強(qiáng)。
?扁平線圈繞組，低電阻，低溫升。
?寬溫低功耗材料，低磁芯損耗。

3. 應(yīng)用環(huán)境

工作溫度：-40℃～+125℃(包含線圈發(fā)熱)。

4. 環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)

符合RoHS，REACH，無鹵等環(huán)保要求。

5. 生產(chǎn)情況

批量生產(chǎn)，交期4-6周，可申請樣品。
如需了解詳情或申請樣品，請?jiān)L問科達(dá)嘉官網(wǎng)。

審核編輯 黃宇