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功放的电感电流,电感选型重点指标

工程师
2023-03-20 21:02:11     打赏
从过程上看,先看启动电流,电感饱和电流能否扛过? 再看喇叭电流(喇叭电流取决于声学工程师对声音峰值电流的追求)+电感纹波电流。‘喇叭电流+电感纹波电流’ 都小于该电感的饱和电流且留有至少25%以上的余量,则是比较稳定可靠的电感选型方案。电感电流的测量方法:



用示波器电流探头在滤波电容前面测试流过电感的电流流过电感的电流等效为流过芯片MOS的电流测试过程中需要把电感翘起来,电感的另一头用粗的导线焊接到焊盘上,电流探头夹住导线。上电启动电流波形:D类功放通过PWM调制(音频信号调制在较高的PWM频率上). 以常规的PWM调制为例, 单边输出共模电压为PVDD/2(即输出占空比为50%)为例。


绿色波形 为流过电感电流, 黄色波形 为音频功放输出PWM。功放的供电电压PVDD=24V,输出LC (电感为10uH, 电容为0.68uF)启动共模电压建立瞬间,震荡电流到3.2A左右。上电启动峰值电流 Ipstart =PVDD * Duty *((C/L)^0.5)*SIN(0.5*pi) (此处Duty为无输入信号时的PWM输出Duty)


总结:1) 对于电感选型来说,第一关就是要避免上电电流过大导致无法启动(上电就触发过流保护)。2) 很多情况,输出的喇叭线上电流可能很小,不到2A,但是由于电感感值选得太小,会出现启动共模电压的建立过程就超过2.5A的情况。输出纹波电流:D类功放通过PWM调制(音频信号调制在较高的PWM频率上). 以常规的PWM调制为例, 当输出共模稳定后, 电感纹波基本稳定。


绿色波形 为流过电感电流, 黄色波形 为音频功放输出PWM;


功放的供电电压PVDD=24V,输出LC (电感为10uH, 电容为0.68uF),开关频率为480kHz。


开关频率越高,纹波电流越小;电感越大,纹波电流越小。一般为了降低音频功放自身的switching loss, 推荐开关频率采用480kHz, 因此一般建议电感在大于12V的情况下,电感不要低于10uH。


总结:1) 对于电感选型来说,扛过第一关启动电流后,接下来要考虑的是流过喇叭线的最大电流叠加纹波电流。喇叭电流叠加电感纹波电流


上图是一个电感纹波电流叠加喇叭电流的例子。


以一个直流电阻为R 的喇叭为例子(这里不考虑喇叭在不同频点的阻抗不一样,假定所有频点都是4ohm;另外也暂不考虑功放的RdsON和电感和导线的DCR),功放侧对功率不做限制的话, 这样最大的喇叭电流为 PVDD/R。


PVDD=19V, Load=4ohm,LC filter=10uH+0.68uF,开关频率为 480kHz, 调制方式为High Performance Mode, 那么流过电感的电流最大可能为 5.29A.


通过这篇文章,总结了功放的电感电流,工程师选择电感时,电感电流一定要作为一个重点指标,电感电流不但影响指标,还影响功放的稳定性和寿命。


另外在材料上,一体成型和磁封胶对功放性能也有影响,ACM8625为例,相同配置下,只是更换饱和电流差不多,不同材质的电感对比THD+N的对比:


黄色的是一体成型的,蓝色是磁封胶





关键词: 功放     电感     电流     电感     选型     重点     指标    

高工
2023-03-20 21:36:15     打赏
2楼

学习


院士
2023-03-20 23:51:26     打赏
3楼

看看


专家
2023-03-21 00:11:35     打赏
4楼

感谢分享


专家
2023-03-21 01:32:55     打赏
5楼

感谢楼主的分享,很实用了。


专家
2023-03-21 01:35:02     打赏
6楼

感谢楼主的分享,很实用了。


专家
2023-03-21 07:31:45     打赏
7楼

感谢分享


专家
2023-03-21 07:29:41     打赏
8楼

谢谢分享


专家
2023-03-21 07:55:59     打赏
9楼

谢谢楼主分享


专家
2023-03-21 08:14:27     打赏
10楼

不错,学习了


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