D类功放IC系列动态调整升压CLASS H功能延长音箱电池续航时间

2022-12-19 16:26:46

776 功放

内置电池便携式音箱续航时间是重要的考量指标。而现在输出功率越做越大，因为功率是保证音质效果的重要前提。功率越大，音频功放供电电压就要越高，蓝牙音箱的锂电池和广场舞拉杆音箱的铅酸电池，直供输出功率有限，所以要提升输出功率，现在通用的做法是电池升压后再给功放芯片供电。
这里重点介绍的就是CLASS H的显著作用。CLASS H就是根据音乐信号动态调整升压。传统的方式是DCDC升压到一个固定电压，比如15V，从电池电压升压到15V，升压芯片的压力会比较大，就像跨台阶一样，跨的越大压力越大，效率会大幅降低，从而带来的发热量大幅增加。这种传统固定升压的方案，使得这种DCDC压力得不到释放，不管音乐信号平均幅度是多小，升压芯片都要维持低效率状态，发热量也得不到降低。音频功放也是面临一样的挑战，传统方案不管音乐信号大小，功放的电源都是固定高电压，输出PWM波形的高电平就是高电压。同样输出1W，9V和18V供电效率差别还是很大的。CLASS H功能替代这种固定升压的方案，必将成为新一代便携式产品的趋势。
深圳市永阜康科技有限公司现在大力推广具备动态调整升压CLASS H功能的D类功放芯片系列-ACM31XX系列,功率覆盖单声道10W-100W、双声道2*10W-2*50W，供电满足1-5串锂电池及铅酸电池的应用，能够保证足够功率输出及音质体验的前提下，极大延长电池的续航时间。
产品选型及参数如下表：

产品型号	典型功率	通道数	工作电压	Rdson(mΩ)	封装
ACM3108	2×25W/16V/4Ω/THD+N1%	2	4.5V-16V	120mΩ	QFN-16
ACM3128	2×48W/22V/4Ω/THD+N1%	2	4.5V-26.4V	75mΩ	TSSOP-28
ACM3129	2×57W/24V/4Ω/THD+N1%	2	4.5V-26.4V	75mΩ	TSSOP-28(散热片朝上)

说明一：ACM3108/ACM3128管脚兼容；

说明二：双声道功放芯片系列，支持PBTL模式驱动单声道；

说明三：Rdson越小，驱动能力越强，效率越高；

ACM31XX系列音频功放内置动态升压检测功能，通过GlassH管脚输出对外接DC-DC升压IC的FB脚控制信号。实现信号大小智能跟踪，动态升压，达到明显提高效率的效果。以下应用说明：
步骤如下：
1. 按照要求的输出功率，电池能提供的电流大小，确定升压输出最大值（VOUTH）。2. 按照电池最高电压以及DC-DC的PWM占空比，确定升压输出最小值（VOUTL），一般比电池充满电压高0.6V以上即可。
3. 按照DC-DC升压IC的FB分压电阻取值范围，先取FB管脚下拉电阻R2。
4. 根据VOUTH,VOUTL,R2，VFB（升压IC参考电压），Vctrl（固定3.5V）输入
自动计算另外两电阻R1,R3匹配的电阻值，下表为典型值。

下图来展示一下ACM3108，在CLASS H功能下，PVDD的变化。下图蓝色是DCDC的PVDD，绿色是音频输出信号。

随着音乐信号的变化，PVDD能实时调整，并且留有一定的余量，保障了音质。ACM3108/ACM3128/ACM3129都带有ClassH功能。这个功能可以通过管脚pin13,去控制DCDC升压芯片的FB脚，从而控制DCDC电压。

动态升压既能保证了瞬态大功率的动态范围，又能降低整机功耗，是比较理想的综合方案。
ACM3129应用说明
ACM3129A DEMO原理图

ACM3129A DEMO顶层布线图

ACM3129A DEMO底层布线图

ACM3129A DEMO贴片图

ACM3129A DEMO BOM表

ACM3129A DEMO实物图

ACM3108/ACM3128应用说明
ACM3108_ACM3128  DEMO原理图

ACM3108_ACM3128  DEMO顶层布线图

ACM3108_ACM3128  DEMO底层布线图

ACM3108_ACM3128  DEMO贴片图

ACM3108_ACM3128  DEMO BOM

ACM3108_ACM3128  DEMO实物图