Микросхемы усилителей класса d: маленькие, но сильные! / Подборки товаров с Aliexpress и не только / iXBT Live

Усилитель класса D | Микросхема

Как ни странно, но усилители D класса были разработаны ещё в 1958 году. Хотя, если упоминание про нанотехнологии относить к 1959 году, то нисколько не странно (прим. AndReas). И вообще середина прошлого столетия была богата научными разработками, которыми мы лишь сейчас начинаем использовать, а нового, на мой взгляд, практически ничего не предлагается. В полной мере сказанное относится и к усилителям класса D, которые завоевали особую популярность именно в начале 21 века.

Преимущества усилителей D класса

Вообще каждому классу усилителей звуковой частоты присущи свои достоинства и недостатки (подробнее о классах усилителей), определяющие диапазоны их применения. Для D класса неоспоримыми плюсами являются низкая мощность рассеяния и тепловыделение, малые размеры (на фото размер готового устройства на 400 ватт сопоставим с размером батарейки) и стоимость, продолжительное время работы в автономных устройствах (при автономном питании линейный выходной каскад опустошит батарею гораздо быстрее, чем усилитель класса D).

Ключи выходного каскада такого усилителя коммутируют выход с отрицательной и положительной шиной питания, создавая тем самым серии положительных и отрицательных импульсов. Теоретический КПД усилителей класса D равен 100%. То есть, все питание подается на нагрузку. Но, конечно же, на практике MOSFET (МОП-транзисторы) не являются идеальными переключателями и обладают сопротивлением. Соответственно, на них тратится часть энергии. Но все же КПД усилителей звуковой частоты D класса выше 90%. По сравнению с коэффициентом полезного действия максимум 78% для УНЧ B класса, являющимся самым производительным из линейных, показатель >90% это весомый аргумент экономичности класса D.

Цифровой или все-таки импульсный?!

Часто подобные усилители называют цифровыми. Этот термин прочно за ними закрепился, однако название цифровой усилитель некорректно. Работа УНЧ класса D основана на широтно-импульсной модуляции (PWM). Следовательно правильнее их называть импульсными усилителями. Почему же их называют цифровыми? Все очень просто. Принцип работы усилителя схож с принципом работы цифровой логики. Как вы знаете, в цифровой технике и электронике применяется двоичная система счисления. А иначе можно сказать «есть» и «нет» или «истина» и «ложь» или «1» и «0» или 5 вольт и 0 вольт. Примерно также работает и усилитель класса D, что связано с применением в выходном каскаде МОП-транзисторов. В последние годы все более упоминаемым является класс T. В коммерческих целях он выделен в отдельную линейку усилителей. Но, по сути, он является дальнейшей реализацией класса D.

Кратко о принципе работы усилителя

Существует полумостовая топология включения и мостовая. Ниже на рисунках приведена их реализация на практике.

Как можно увидеть по полумостовой схеме включения, в каждый момент времени должен быть открыт только один транзистор. Если откроются оба, то произойдет короткое замыкание, сила тока резко увеличится, что приведет к выходу из строя выходные МОП-транзисторы. В момент открытия один из транзисторов усиливает положительную составляющую напряжения, другой – отрицательную относительно нулевого проводника. Но существует период времени, названный «мертвым», когда оба ключа закрыты. Так вот это время должно быть в пределах 5…100 нс. В конечном счете, оно влияет на все характеристики готового усилителя: и качественные, и мощностные.

Если вы хотите получить качественный звук, то «мертвое время» должно быть наименьшим. Но при этом увеличивается вероятность короткого замыкания (как говорилось выше). Поскольку МОП-транзисторы могут не успеть переключиться. Поэтому при выборе радиодеталей для усилителей класса D нужно выбирать высокоскоростные компоненты.

Ключевые рекомендации

При выборе мощных полевых транзисторов нужно отдавать предпочтение МОПам с низким сопротивлением канала и низким уровнем заряда затвора. Наиболее удачным решением для этого служат транзисторы серии IRFI4024x-117P в изолированных 5-выводных корпусах TO-220 FullPak компании International Rectifier.

Во многом идеальная форма тока нагрузки зависит от ШИМ-компаратора. Вот лишь некоторые ШИМ-контроллеры:

Одной из последних разработок компараторов такого класса стал ШИМ-контроллер IRS20955S. Применение IRS20955S исключает из схемы до 27 внешних компонентов. Встроенный генератор «мертвого времени» устанавливает точное значение данного параметра для обеспечения максимального уровня качественных параметров усилителя D класса, а именно, низкий коэффициент гармонических искажений и шум, а также высокая устойчивость к помехам. Задержка на переключение МОП-транзисторов может устанавливаться в 15, 25, 35, 45 нс. IRS20955S работает на частотах до 800 кГц и может применяться не только в полумостовых схемах с двухполярным питанием, но и в мостовых схемах с однополярным. Совместно с транзисторами серии IRFI4024x-117P можно вдвое уменьшить общий размер печатной платы для усилителя мощности до 500 ватт.

При проектировании печатной платы для усилителей мощности класса D нужно обязательно придерживаться схемотехнических способов конструирования высокочастотных устройств. Располагать дорожки на печатной плате нужно только в одном направлении, а не в хаотичном порядке. Это поможет избежать появления ВЧ составляющей. Минусовые дорожки нуждаются в устранении наводок с силовых линий путем установки керамических конденсаторов емкостью 1 нФ и 10 нФ.

Практическая часть: схема усилителя класса D

В заключение теоретической части нашего обзора хотелось бы отметить, что все классы усилителей имеют достоинства и недостатки. Где-то оправдано применение одних и совершенно нерационально применение других. Некоторые радиолюбители при конструировании усилителей мощности звуковой частоты отдают предпочтение одному-двум классам и совершенно не приемлют остальные. Другие же, являясь универсалами, пробуют свои силы в большинстве классов усилителей, выбирая лучшие конструкции. Мы же советуем обратить внимание на D-класс. Их сборка не так и сложна, как может показаться.

Если вас, уважаемые радиолюбители, заинтересовала затронутая тема, можете высказываться, делиться идеями, и мы в дальнейшем ещё не раз вернемся к рассмотрению подобных самых популярных схем усилителей. Из ранее опубликованного можем посоветовать усилители D класса на 300, 900 и 1200 Вт от Алексея Королькова. А сейчас хотим представить простую полумостовую схему усилителя D класса с выходной мощностью 120 ватт.

КПД усилителя составляет 96% при нагрузке на динамик импедансом 4 Ом. В качестве ШИМ-контроллера применяется IRS20955S. На выходе стоят мощные МОП-транзисторы IRFI4212-117P, разработанные специально для D класса. Точнее, это сборка из двух MOSFET, соединенных по полумостовой схеме. КНИ при полной мощности составляет 1%; при 60 Вт – 0,05%. Диапазон воспроизводимых частот от 20 Гц до 35 кГц. Питается усилитель от двуполярного источника напряжением +/-40 вольт. Все номиналы радиодеталей указаны на схеме.

Метки: УНЧ

Радиолюбителей интересуют электрические схемы:

УНЧ 900 Вт — Класс D
Ламповый усилитель

Схемотехника и микросхемы для современных УМЗЧ класса D

Увеличение КПД усилителей мощности звуковой частоты (УМЗЧ) – одна из важных задач разработчика носимых (мобильных) и ряда других аналоговых и цифровых устройств. Зачастую лучшим решением этой задачи оказывается применение УМЗЧ класса D. В последние годы появилось множество специализированных микросхем УМЗЧ класса D с высоким КПД (почти 100%) и небольшим коэффициентом нелинейных искажений (заметно менее 10%). В статье описаны основные принципы работы и схемотехника усилителей класса D на микросхемах УМЗЧ разных фирм.

На протяжении двух десятков лет схемотехника УМЗЧ развивается в двух взаимоисключающих направлениях. Во-первых, это улучшение субъективного качества воспроизведения звука (как правило, за счет уменьшения КПД усилителя), а во-вторых — повышение экономичности (КПД) усилителя и уменьшение его размеров при сохранении высоких показателей качества звука.
В выходных каскадах усилителей первого типа используются мощные полевые транзисторы или радиолампы (Hi-End), работающие в линейном режиме — классе А или его модификациях.
Второе направление развивается главным образом в секторе носимой и автомобильной звуковоспроизводящей аппаратуры. Именно здесь широко используются усилители класса D. В высококачественной стационарной звуковоспроизводящей аппаратуре класс D также начал использоваться — чаще всего в усилителях для сабвуфера, где из-за малой полосы пропускания удается достичь весьма небольших искажений.

Современные «классические» микросхемы УМЗЧ класса D

Заметно расширить применение УМЗЧ класса D позволило создание микросхем, содержащих не только драйвер, но и выходные ключи на МДП-транзисторах. Примером могут служить микросхемы серии MP77хх фирмы MPS (Monolithic Power Systems).
Всего на момент написания статьи таких микросхем было пять: MP7720, MP7722, MP7731, MP7781 и MP7782. На номинальную выходную мощность косвенно указывает предпоследняя цифра в наименовании микросхемы (см. табл. 1).

Таблица 1. Основные параметры микросхем УМЗЧ класса D фирмы MPS

Напряжение питания всех микросхем – 7,5…24 В; эффективное напряжение входного сигнала – 1 В.

Исключением является микросхема MP7782, развивающая 50 Вт на нагрузке 6 Ом. Пиковая выходная мощность всех микросхем этой серии вдвое больше номинальной. В таблице 1 приведены также и другие важные парамет­ры микросхем MP77хх. Для примера рассмотрим подробнее УМЗЧ на микросхемах MP7722 и MP7782.

Микросхема стереофонического УМЗЧ класса D MP7722

Область применения этой микросхемы — DVD-проигрыватели, домашние стереосистемы, мультимедийные ПК, телевизоры — как обычные, так и плоскопанельные (LCD и PDP).
Микросхема MP7722 выпускается в корпусе для поверхностного монтажа TSSOP20F, размеры которого вместе с выводами приблизительно равны 6,5 × 6,5 мм при высоте 1,2 мм. УМЗЧ на этой микросхеме имеет номинальную мощность 20 Вт при сопротивлении нагрузки 4 Ом и напряжении питания 24 В. Диапазон воспроизводимых частот — 20 Гц….20 кГц. Усилитель имеет КПД 90% при коэффициенте нелинейных искажений не более 0,1% для всего диапазона частот (при выходной мощности 1 Вт). В каждый канал микросхемы встроены по два выходных ключа на МДП-транзисторах, которые включены последовательно по питанию (полумостом). Принципиальная схема стереофонического УМЗЧ класса D на микросхеме MP7722 изображена на рисунке 1, а назначение деталей сведено в таблицу 2.

Таблица 2. Назначение деталей «обвязки» микросхемы MP7722

Коэффициент усиления по напряжению любого канала микросхемы MP7722 так же, как и у операционных усилителей при инверсном включении, равен отношению сопротивлений резистора ООС и ограничивающего резистора на входе этого канала. AV1 и AV2 (именно так обозначены коэффициенты усиления по напряжению в документации фирмы MPS) для каждого из каналов можно рассчитать по формулам:

Знаки «минус» в этих формулах показывают, что выходные сигналы микросхемы противофазны входным.
Одна из особенностей микросхемы MP7722 — зависимость частоты ШИМ от напряжения питания и уровня сигнала. Поэтому определяющей при расчетах является частота ШИМ без входного сигнала (так называемая idle frequency). Она задается раздельно для каждого из каналов времязадающими конденсаторами (CINT1, CINT2) и резисторами ООС (RFB1, RFB2). Зависимость частоты ШИМ от напряжения питания микросхемы и номиналов ряда элементов схемы приведена в таблице 3.

Таблица 3. Зависимость частоты ШИМ микросхемы MP7722 от напряжения питания микросхемы и номиналов RFB, RIN и CINT

Номера каналов в обозначении деталей в этой таблице не указаны.
Наличие у микросхемы MP7722 входов разрешения позволяет легко организовать дежурный режим и режим приглушения (MUTE). Для этого достаточно на выводы 6 (для приглушения — 10) подать потенциал менее 0,4 В. В нормальном режиме на этих выводах должно быть напряжение более 2 В.

Микросхема УМЗЧ класса D MP7782 от MPS

Область применения этой микросхемы шире, нежели у MP7722. Кроме DVD-проигрывателей, домашних стереосистем, мультимедийных ПК и телевизоров, микросхема MP7782 может использоваться в сабвуферах. Она так же, как и MP7722, выпускается в корпусе для поверхностного монтажа TSSOP20F и имеет с этой микросхемой много общего, несмотря на то, что микросхема MP7782 — это монофонический УМЗЧ класса D с мостовым выходом. На нагрузке 6 Ом УМЗЧ на MP7782 способен развивать выходную мощность 50 Вт.
Учитывая, что МС MP7782 имеет мостовой выход, можно говорить (см. [1]), что она имеет два канала усиления (УМЗЧ), работающих в противофазе. Наличие двух каналов усиления в MP7782, тот же корпус и похожая цоколевка сближает эту микросхему с рассмотренной выше MP7722. Принципиальная схема монофонического УМЗЧ класса D на этой микросхеме показана на рисунке 2.

Сравнивая эту схему со схемой УМЗЧ на микросхеме MP7722 (см. рис. 1), легко разобраться в назначении деталей. Частота ШИМ в отсутствие входного сигнала здесь так же зависит от напряжения питания (VDD), емкостей конденсаторов C4, C10 и C13 и сопротивлений резисторов R1, R3, R4 и R8. При этом времязадающим конденсатором считается C4. Емкостью этого конденсатора задается оптимальное значение частоты ШИМ без входного сигнала (400…600 кГц) при номинальных емкостях конденсаторов C10, C13 в пределах 1…2,2 пФ.

УМЗЧ класса D без дросселей на выходе

В микросхемах УМЗЧ класса D третьего поколения, выпускаемых Texas Instruments, используется технология (фирменное ноу-хау), которая позволяет значительно снизить амплитуду и длительность импульсов ШИМ между выходами, а значит, существенно уменьшить габариты дросселя ФНЧ, а в большинстве случаев отказаться от него совсем. В чем суть этого ноу-хау?
Для ответа на этот вопрос рассмот­рим основные принципы построения и работы УМЗЧ класса D третьего поколения. Во-первых, такой усилитель должен иметь мостовой выход (т.е. иметь два выхода — прямой и инверсный). Во-вторых, сигналы звука на выходах (прямом и инверсном) должны быть противофазны. И, наконец, главное: импульсные сигналы ШИМ на этих выходах должны быть синфазны. Последнее достигается практически только в режиме покоя (без сигнала).
Упрощенная схема УМЗЧ класса D с мостовым выходом без ФНЧ показана на рисунке 3.

Он содержит два выходных усилителя (канала), НЧ-сигналы на выходах которых имеют одинаковый размах, но противоположные фазы. В каждом канале имеется свой ШИМ. При этом прямоугольные сигналы на выходе схемы в режиме покоя синфазны или имеют небольшой фазовый сдвиг (см. рис. 4).

Синфазность импульсов ШИМ на выходах достигается с помощью инвертора (см. рис. 3) с коэффициентом усиления по напряжению, равным 1 (KU = 1). В результате, на громкоговоритель в режиме покоя в худшем случае поступают симметричные противофазные импульсы малой длительности (см. рис. 4). Для их сглаживания обычно достаточно собственной емкости и индуктивности громкоговорителя. Ток нагрузки в режиме покоя в схеме на рисунке 3 заметно ниже, чем в обычном мостовом УМЗЧ класса D. В режиме усиления входного НЧ-сигнала звука ШИМы работают в противофазе, т.е. если длительность импульсов на выходе одного ШИМ увеличивается, то на выходе другого уменьшается, и наоборот (см. рис. 4). Это приводит к асимметрии импульсов, прикладываемых к нагрузке, а значит, к появлению в токе громкоговорителя составляющей, величина которой зависит от разности длительностей импульсов ШИМ-1 и ШИМ-2. Эта составляющая меняется по закону входного НЧ-сигнала звука и будет преобразовываться громкоговорителем в акустические колебания. Импульсная составляющая сглаживается индуктивностью и емкостью громкоговорителя. Только в некоторых случаях в ФНЧ для очень мощных усилителей может потребоваться дополнительный дроссель с небольшой индуктивностью. Иногда для этих целей достаточно на соединительные провода или перемычки между мостовым выходом микросхемы надеть ферритовые трубочки («бусинки»).
Описанное ноу-хау используется в микросхемах семейства TPA20хх (таких, как TPA2000D1, TPA2010D1, TPA2012D2, TPA2013D1, TPA2032D1 и т.п.). Эти микросхемы — не очень мощные, но имеют малые габариты и высокий КПД. Они предназначены для переносной аппаратуры, оргтехники, электронных игрушек и подобных малогабаритных устройств с автономным питанием. Эти микросхемы можно встретить также в сотовых телефонах, коммуникаторах (PDA), ноутбуках, устройствах GPS и другой аппаратуре с батарейным питанием.
Одна из последних разработок Texas Instruments — микросхема УМЗЧ TPA2013D1. Рассмотрим ее подробнее.

Микросхема TPA2013D1

Микросхема TPA2013D1 рассчитана на применение в носимых (мобильных) устройствах с батарейным питанием и имеет встроенный повышающий преобразователь, который позволяет поддерживать в нагрузке постоянную мощность при значительном изменении напряжения питания.
Так, при питании от литий-ионных аккумуляторов с напряжением от 2,3 до 4,8 В УМЗЧ может поддерживать постоянную выходную мощность 1,5 Вт. При напряжении питания 3,6 В усилитель на TPA2013D1 развивает мощность 2,7 Вт на нагрузке 4 Ом или 2,2 Вт на нагрузке 8 Ом. Микросхема имеет КПД 85%. Диапазон напряжения питания (VDD) — от 1,8 до 5,5 В.
Микросхема TPA2013D1 выпускается только для поверхностного монтажа в корпусах QFN размером 4 × 4 мм с 20 плоскими выводами (TPA2013D1RGP) или WCSP размером 2,275 × 2,275 мм с 16 шариковыми выводами (TPA2013D1YZH). Максимальная выходная мощность микросхем в корпусах QFN и WCSP заметно различается и зависит от температуры окружающей среды (см. табл. 4).

Таблица 4. Зависимость максимальной выходной мощности микросхемы TPA2013D1 в корпусах QFN и WCSP от температуры окружающей среды

Рассмотрим работу микросхемы по ее функциональной схеме (см. рис. 5) и принципиальной схеме монофонического УМЗЧ класса D на TPA2013D1, которая изображена на рисунке 6.

Встроенный повышающий преобразователь (Boost Converter) — это второе ноу-хау Texas Instruments, используемое в TPA2013D1. Преобразователь обеспечивает следующие полезные особенности УМЗЧ:
– повышенное напряжения питание выходного каскада УМЗЧ;
– стабилизацию этого напряжения.
Для работы повышающего преобразователя (Boost Converter) микросхемы в качестве нагрузки силового ключа (МДП-транзистора) необходим внешний дроссель L1, который подсоединен между выводами VDD и SW (см. рис. 6). Когда МДП-транзистор силового ключа отпирается, через L1 протекает нарастающий ток и в дросселе возникает ЭДС, препятствующая нарастанию этого тока. Дроссель L1 накапливает энергию. Внутри микросхемы (см. рис. 5) между выводами SW и VCCOUT включен еще один ключ, который выполняет функцию коммутируемого выпрямителя. Он будет заперт, пока открыт силовой ключ преобразователя. Когда силовой ключ запирается, ЭДС в дросселе меняет полярность и суммируется с напряжением питания VDD. При этом ключ коммутируемого выпрямителя открывается, и повышенным суммарным напряжением заряжается накопительный конденсатор C2. Это напряжение (VCC) поступает на вывод VCCIN и используется для питания выходного мостового каскада усилителя класса D микросхемы.
Для стабилизации напряжения VCC преобразователь (Boost Converter) содержит компаратор с источником опорного напряжения и регулирующий элемент (см. рис. 5). Вход компаратора — это вывод VCCFB. Напряжение ООС на этом выводе задается внешним делителем R2, R1. Благодаря ООС выходное напряжение преобразователя VCC не зависит от входного напряжения питания VDD и определяется только соотношением сопротивлений резисторов делителя:

Производитель рекомендует использовать R2 сопротивлением 500 кОм. Легко подсчитать, что в схеме на рисунке 6 напряжение питания (VCC) выходного каскада микросхемы равно 5,5 В.
При необходимости повышающий преобразователь можно отключить, подав на вход SDb низкий уровень напряжения (менее 1,3 В). Следует заметить, что преобразователь будет работать только тогда, когда на этот вход подан высокий уровень напряжения (более 3,5 В).
Усилитель микросхемы TPA2013D1 имеет дифференциальный вход (выводы IN+, IN–) и мостовой выход (выводы VOUT+, VOUT–). Коэффициент усиления микросхемы задается напряжением на входе GAIN. Если этот вывод оставить не подключенным (floating input) или подать на него 0,8 В (в диапазоне 0,7…1 В), то коэффициент усиления по напряжению будет равен шести (15,5 дБ). При постоянном напряжении 0…0,35 В на этом входе коэффициент усиления будет равен двум (6 дБ), а если на вход GAIN подать напряжение более 1,35 В, то коэффициент усиления микросхемы составит 10 (20 дБ).
Вход SDd микросхемы используется для включения и выключения усилителя. Выключение осуществляется низким уровнем напряжения (менее 1,3 В), включение — высоким (более 3,5 В). Режимы работы микросхемы TPA2013D1 в зависимости от логических уровней напряжений на входах SDb и SDd приведены в таблице 5.

Таблица 5. Режимы работы микросхемы TPA2013D1 в зависимости от логических уровней на входах SDb и SDd

* L – низкий; H – высокий.

Для упрощения разработки конструкций на микросхеме TPA2013D1 фирма Texas Instruments, кроме типовых принципиальных схем, дает ряд рекомендаций. Наиболее полезные из них сведены в таблицу 6.

Таблица 6. Рекомендуемые параметры УМЗЧ на TPA2013D1

Еще одна особенность микросхемы TPA2013D1 — возможность питания выходным напряжением повышающего преобразователя этой микросхемы (VCC) внешних устройств, например второго УМЗЧ. Принципиальная схема стереофонического УМЗЧ класса D на микросхемах TPA2013D1 и TPA2032D1 показана на рисунке 7. В этой схеме напряжение питания 4,5 В поступает на микросхему TPA2032D1 с выхода VCCOUT МС TPA2013D1. Величина этого напряжения задана сопротивлением (62,5 кОм) нижнего плеча R1 делителя напряжения преобразователя микросхемы TPA2013D1.
Дополнительную информацию о микросхеме TPA2013D1 можно найти в [6].

Особенности микросхем TPA2032D1, TPA2033D1, TPA2034D1 и TPA2010D1

TDA2032D1 — это микросхема УМЗЧ класса D мощностью до 2,7 Вт с фиксированным коэффициентом усиления по напряжению 2 (6 дБ). По основным параметрам она близка к УМЗЧ (без повышающего преобразователя) TPA2013D1, когда вывод GAIN этой МС подключен к корпусу (земле). Именно поэтому она применена как усилитель мощности второго канала в стереофоническом усилителе в схеме на рисунке 7.

Микросхема TPA2032D1 изготавливается в корпусе для поверхностного монтажа WCSP размером 1,5 × 1,5 мм с девятью шариковыми выводами.
Компания Texas Instruments выпустила еще две версии УМЗЧ с фиксированным коэффициентом усиления 3 (9,5 дБ) — TPA2033D1 и 4 (12 дБ) — TPA2034D1. Все остальные параметры и конструктивные особенности этих микросхем совпадают с TPA2032D1.
Кроме того, Texas Instruments производит микросхему TPA2010D1, которая по выводам совпадает с микросхемами TPA2032D1, TPA2033D1, TPA2034D1 и отличается только нефиксированным коэффициентом усиления. Схема включения также несколько отличается от TPA203хD1 — тем, что имеет два дополнительных ограничивающих резистора (R1 и R2) на входах. Сопротивление этих резисторов одинаково и задает коэффициент усиления (GAIN) микросхемы TPA2010D1. Рассчитать сопротивление этих резисторов можно по формуле:

Для сохранения симметрии схемы очень важно, чтобы сопротивления этих резисторов различались не более чем на 1%. Сами резисторы могут иметь допуск до 5%, но должны быть подобраны с указанной точностью.
Дополнительную информацию о микросхемах производства Monolithic Power Systems можно найти на сайте фирмы [9], а о микросхемах фирмы Texas Instruments — на сайте [10].

Литература

1. Гаалаас Э. Аудиоусилители класса D: особенности и преимущества. Часть 1//Электронные компоненты, 2008, №1.
2. Гаалаас Э. Аудиоусилители класса D: особенности и преимущества. Часть 2//Электронные Компоненты, 2008, №2.
3. Савельев. Е. Усилитель класса D для сабвуфера//Радио, 2003, №5.
4. Дайджест «Новая техника и технология»//Радиохобби, 2001, №2, с. 9.
5. Безверхний И. Микросхемы УМЗЧ для переносных компьютеров и игрушек//Ком­поненты и технологии, 2005, №1.
6. Безверхний И. Современные микросхемы для УМЗЧ класса D фирмы MPS//Современная электроника, 2004, №1.
7. Колганов А. Автомобильный УМЗЧ с блоком питания//Радио, 2002, №7.
8. TPA2013D1. SLOS520–AUGUST 2007. 2.7-W CONSTANT OUTPUT POWER CLASS-D AUDIO AMPLIFIER WITH INTEGRATED BOOST CONVERTER.
9. Сайт фирмы MPS — www. mono­lithic­power.com
10. Сайт фирмы Texas Instruments — www.ti.com

ИС аудиоусилителя класса D

ИС аудиоусилителя MERUS™ класса D, многокристальные модули и дискретные ИС драйвера MOSFET/HEMT

Традиционный усилитель класса D представляет собой импульсный усилитель, обычно состоящий из двух мощных полевых МОП-транзисторов с сигналом с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). LC-фильтр необходим для выходных уровней >20 Вт, что увеличивает размер и стоимость.

В связи с увеличением количества аудиоканалов на продукт традиционные усилители мощности класса D сталкиваются с трудностями проектирования в компактных приложениях: низкая энергоэффективность, чрезмерное тепловыделение (даже при средней громкости прослушивания) и необходимость в громоздких и дорогих фильтрах. Разработанная Infineon технология многоуровневого аудиоусилителя класса D — первая в мире в своем роде — позволила снизить энергопотребление при одновременном снижении электромагнитных помех и внеполосного шума. Затраты на производство также могут быть снижены за счет устранения или минимизации использования фильтров, что помогает сэкономить пространство для проектирования.

Благодаря революционным многоуровневым интегральным схемам усилителей класса D компания Infineon лидирует по энергоэффективности и удельной мощности. Более холодные, компактные и легкие аудиоусилители класса D для великолепно звучащих продуктов.

Аудиоусилитель IC класса D Преимущества продукта, решения и области применения

Преимущество микросхемы аудиоусилителя класса D

Послушайте. Почувствуй это. Испытайте это. Все дело в чистом звуке. Продукты Infineon MERUS™, разработанные в соответствии с тремя основными принципами работы аудиоусилителей, обеспечивают именно это.

Микросхемы аудиоусилителей Infineon класса D обладают следующими преимуществами:

Энергоэффективность  — звук в динамиках, а не выделение тепла в окружающую среду

Качество  — быть прочным и гибким, а не деликатным и требовательным

Решения на микросхемах усилителей звука класса D

Ассортимент интегральных схем усилителей класса D от Infineon включает полностью интегрированные однокристальные звуковые решения, а также дискретные звуковые решения с высокомасштабируемыми комбинациями микросхем драйверов усилителей и мощных полевых МОП-транзисторов. MERUS™ — это торговая марка Infineon, предназначенная для применения на микросхемах аудиоусилителей класса D с уровнями выходной мощности от 20 Вт до более чем 2000 Вт на канал. Портфолио MERUS™ идеально подходит для широкого спектра требований к дизайну.

Infineon сочетает свои основные принципы, компетенции и лидерство в области революционных силовых полупроводников с революционными технологиями ИС усилителей мощности класса D, такими как MERUS™. Это позволяет предлагать комплексные решения, которые не только компактны, легки, прочны и гибки, но и имеют меньшее тепловыделение.

В дополнение к выдающемуся качеству и надежности решения Infineon для схем аудиоусилителей класса D обеспечивают максимальную энергоэффективность и динамический диапазон, обеспечивая лучшую в своем классе производительность в различных форм-факторах и формах.

Именно поэтому интегральные схемы аудиоусилителей Infineon MERUS™ класса D оптимально подходят для высокопроизводительных приложений как в низком (<40 В), так и в высоковольтном (100–600 В) диапазонах. Наши мощные интегральные схемы усилителей класса D обеспечивают превосходное качество звука и масштабируемую выходную мощность, а наши маломощные усилители класса D предлагают многоуровневую коммутацию для сверхвысокой энергоэффективности и удельной мощности. Используя нашу технологию многоуровневого усиления, клиенты могут производить высокопроизводительные аудиопродукты без радиаторов и фильтров с меньшим количеством компонентов, меньшими общими затратами на систему и более длительным временем воспроизведения от батареи.

Благодаря запатентованным архитектурам, запатентованным алгоритмам, передовым технологиям производства, а также тщательной проверке и тестированию Infineon предлагает опыт и партнерство производителям, стремящимся поставлять прогрессивные продукты для беспрецедентного звучания. Решения для аудиоусилителей MERUS™ обеспечивают выдающуюся производительность, максимальную гибкость и высочайшую надежность.

Ассортимент маломощных и высокомощных схем усилителей класса D, доступных как в корпусах усилителей класса D с аналоговым, так и с цифровым входом, предназначен для широкого спектра приложений премиум-класса D. Он включает в себя полностью интегральные монолитные ИС аудиоусилителя , многокристальные модули аудиоусилителя (MCM) , а также ИС драйвера дискретного усилителя и силовые МОП-транзисторы. Продукция MERUS™, масштабируемая в диапазоне выходной мощности от 20 Вт до нескольких киловатт, отвечает самым строгим и требовательным требованиям приложений.

MERUS™ от Infineon идеально подходит для портативных приложений и устройств с питанием от батареи, активных громкоговорителей с голосовым управлением , телевизоров, стереосистем HiFi, саундбаров, мониторов, Power-over-Ethernet (PoE) и многоканальных аудиосистем.

Применение интегральных схем усилителей класса D

Infineon предлагает полные решения интегральных схем усилителей класса D для портативных/аккумуляторных, а также домашних и профессиональных усилителей. Ассортимент схем аудиоусилителей MERUS™ класса D от Infineon охватывает диапазон мощностей от 20 Вт до 2000 Вт на канал. Он включает в себя однокристальные устройства, многокристальные усилители класса D (MCM) и высокомасштабируемые дискретные аудиоусилители, состоящие из мощных комбинаций HEMT MOSFET/CoolGaN™ в режиме улучшения (e-mode) и драйверов ИС.

Давайте творить! Давайте внедрять инновации! Давайте вместе работать над индивидуальным дизайном. Вот некоторые из приложений, которые мы могли бы выбрать.

Портативные/батарейные аудиоприложения

Для портативных/батарейных аудиоустройств очень важно максимально увеличить время воспроизведения от батареи при сохранении отличной производительности. Микросхемы аудиоусилителей MERUS™ класса d от Infineon обеспечивают вдвое более длительное время воспроизведения от батареи в сочетании с лучшими в своем классе характеристиками и непревзойденным качеством звука.

• Динамики на батарейках
• Мобильные Bluetooth-колонки
• Док-станция для колонок
• Бум-боксы
• Носимые динамики

Домашние и аудиосистемы

Современные домашние аудиоустройства бывают разных форм, размеров и конфигураций, но их всех объединяет одно: они требуют замечательного звука в сочетании с выдающимся промышленным и акустическим дизайном. Микросхемы усилителей мощности звука MERUS™ класса D от Infineon прокладывают путь к инновационным и незабываемо звучащим домашним аудиоустройствам в форм-факторах и формах, которые ранее были немыслимы.

• Системы мультирум
• Домашние втулки
• Телевизоры
• Саундбары
• Системы домашнего кинотеатра
• Умные колонки

Профессиональные аудиоприложения

Профессиональное аудиооборудование предназначено для максимизации выходной мощности и удельной мощности. Большая, тяжелая и энергоемкая профессиональная аудиоэлектроника ушла в прошлое. Решения Infineon MERUS™ для мощных усилителей класса D предлагают заказчикам масштабируемость уровней выходной мощности для достижения качества звука на профессиональном уровне.

• Аудиосистемы Power-over-Ethernet (PoE)
• Туристические усилители
• Активные динамики
• Публичное объявление для систем 70-100 В
• Усилители для музыкальных инструментов

>Загрузить брошюру о применении решений MERUS™

Воспользуйтесь преимуществами исключительного качества звука, сверхвысокой энергоэффективности, максимальной выходной мощности, высокой надежности, свободы проектирования и быстрого выхода на рынок, выбрав Infineon MERUS™ для своего проекта.

В мире, где экологически чистые технологии приобретают все большее значение, преимущества решений MERUS™ подкрепляют миссию Infineon: Часть вашей жизни. Часть завтрашнего дня. Мы делаем жизнь проще, безопаснее и экологичнее с помощью технологий, которые достигают большего, потребляют меньше и доступны каждому. Микроэлектроника от Infineon — ключ к лучшему будущему.

Ниже приведена сравнительная таблица микросхем усилителей класса d, которая демонстрирует различные функции и преимущества встроенных микросхем по сравнению с микросхемами + полевыми транзисторами/драйверами GAN e-mode для усилителей класса d с аналоговым и цифровым входом. На этой диаграмме показано, какие продукты имеют самые низкие уровни выходной мощности в режиме ожидания и самые высокие уровни мощности без радиатора, а также те, выходная мощность которых масштабируется, а также какие продукты обеспечивают наилучшее качество звука.

Усилители мощности звука класса D — STMicroelectronics

Инструменты оценки

Инструменты оценки продукта (5)

Продукты и услуги партнеров

Платы (2)

Инструменты оценки продукта

5

Аудиоплата 5 (10 9004 Аудиоплата 5) Оценочные платы

Оценочные платы от партнеров (2)

Инструменты оценки

Все инструменты оценки

Инструменты оценки продукта

Все инструменты оценки продукта Оценочные платы аудиоИС (5)

Partner Products and Services

All Partner Products and Services

Boards

All Boards Evaluation Boards from Partners (2)

Served country/regionWorldwideAfricaAsiaEuropeNorth AmericaOceaniaSouth AmericaAfghanistanAlbaniaAlgeriaAndorraAngolaAntigua and BarbudaArgentinaArmeniaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBhutanBoliviaBosnia and HerzegovinaBotswanaBrazilBruneiBulgariaBurkinaBurma (Myanmar)BurundiCambodiaCameroonCanadaCape VerdeCentral African RepublicChadChileChinaColombiaComorosCosta RicaCroatiaCyprusCzech RepublicDemocratic Republic of CongoDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEast TimorEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFijiFinlandFranceGabonGambiaGeorgiaGermanyGhanaGreeceGrenadaGuatemalaGuineaGuinea-BissauGuyanaHaitiHondurasHungaryIcelandIndiaIndonesiaIraqIrelandIsraelItalyIvory CoastJamaicaJapanJordanKazakhstanKenyaKiribatiKuwaitKyrgyz stanLaosLatviaLesothoLiberiaLibyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacedoniaMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMauritaniaMauritiusMexicoMicronesiaMoldovaMonacoMongoliaMontenegroMoroccoMozambiqueNamibiaNauruNepalNetherlandsNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNorwayOmanPakistanPalauPanamaPapua New GuineaParaguayPeruPhilippinesPolandPortugalQatarRomaniaRussian FederationRwandaSaint Kitts and NevisSaint LuciaSaint Vincent and the GrenadinesSamoaSan MarinoSao Tome and PrincipeSaudi ArabiaSenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSouth KoreaSpainSri LankaSurinameSwazilandSwedenSwitzerlandTaiwanTajikistanTanzaniaThailandTogoTongaTrinidad and TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTuvaluUgandaUkraineUnited Arab EmiratesUnited KingdomUnited StatesUruguayUzbekistanVanuatuVatican CityVenezuelaVietnamYemenZambiaZimbabwe

Show only products supplied by ST

Please enter your desired search query and search again

Quick filters

Served country/regionWorldwideAfricaAsiaEuropeNorth AmericaOceaniaSouth AmericaAfghanistanAlbaniaAlgeriaAndorraAngolaAntigua and BarbudaArgentinaArmeniaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBhutanBoliviaBosnia and HerzegovinaBotswanaBrazilBruneiBulgariaBurkinaBurma (Myanmar)BurundiCambodiaCameroonCanadaCape VerdeCentral African RepublicChadChileChinaColombiaComorosCosta RicaCroatiaCyprusCzech RepublicDemocratic Republic of CongoDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEast TimorEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial ГвинеяЭритреяЭстонияЭфиопияФиджиФинляндияФранцияГабонГамбияГрузияГерманияГанаГрецияГренадаГватемалаГвинеяГвинея-БисауГайанаГаитиГондурасВенгрияИсландияИндияИндонезияИракИрландияИзраильИталияБерег Слоновой КостиЯмайкаЯпонияИорданияКазахстанКенияКирибатиКувейтКыргызстанЛаосЛаосЛатвия yaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacedoniaMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMauritaniaMauritiusMexicoMicronesiaMoldovaMonacoMongoliaMontenegroMoroccoMozambiqueNamibiaNauruNepalNetherlandsNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNorwayOmanPakistanPalauPanamaPapua New GuineaParaguayPeruPhilippinesPolandPortugalQatarRomaniaRussian FederationRwandaSaint Kitts and NevisSaint LuciaSaint Vincent and the GrenadinesSamoaSan MarinoSao Tome and PrincipeSaudi ArabiaSenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSouth KoreaSpainSri LankaSurinameSwazilandSwedenSwitzerlandTaiwanTajikistanTanzaniaThailandTogoTongaTrinidad and TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTuvaluUgandaUkraineUnited Arab EmiratesUnited KingdomUnited StatesUruguayUzbekistanVanuatuVatican CityVenezuelaVietnamYemenZambiaZimbabwe

Показать только продукты, поставляемые ST

Все типы ресурсов Minify

Техническая литература

Спецификация (13) Указания по применению (6)

Техническая литература

Вся техническая литература Спецификация (13) Указания по применению (6)

typePDFZIP

Последнее обновление

Введите желаемый поисковый запрос и повторите поиск

Быстрые фильтры

Тип файла

Все типы файловPDFZIP

Последнее обновление

Все даты

Аналоговые переключаемые аудиоусилители ST класса D обеспечивают более высокую эффективность, что снижает рассеиваемую мощность и потребность в радиаторах большего размера.