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D类放大器热设计

资料介绍
D类放大器热设计
D类放大器热设计
D类放大器相比AB类放大器具有更高的效率和更好的热性能。尽管如此,使用D类放大器
时仍然需要慎重考虑其散热。本应用笔记分析了D类放大器的热性能,并通过几个常见的
例子说明了良好的设计所应遵循的原则。
连续正弦波与音乐
在实验室评估D类放大器性能时,常使用连续正弦波作为信号源。尽管使用正弦波进行测
量比较方便,但这样的测量结果却是放大器在最坏情况下的热负载。如果用接近最大输
出功率的连续正弦波驱动D类放大器,则放大器常常会进入热关断状态。
常见的音源,包含音乐和语音,其RMS值往往比峰值输出功率低得多。通常情况下,语音
的峰值与RMS功率之比(即波峰因数)为12dB,而音乐的波峰因数为18dB至20dB。图1所示
为时域内音频信号和正弦波的波形图,给出了采用示波器测量两者RMS值的结果。虽然音
频信号峰值略高于正弦波,但其RMS值大概只有正弦波的一半。同样,音频信号可能存在
突变,但正如测量结果所示,其平均值仍远低于正弦波。虽然音频信号可能具有与正弦
波相近的峰值,但在D类放大器表现出来的热效应却大大低于正弦波。因此,测量系统的
热性能时,最好使用实际音频信号而非正弦波作为信号源。如果只能使用正弦波,则所
得到的热性能要比实际系统差。
[pic]
图1.
正弦波的RMS值高于音频信号的RMS值,意味着用正弦波测试时,D类放大器的发热更大
(点击放大图片)
PCB的散热注意事项
在工业标准TQFN封装中,裸露的焊盘是IC散热的主要途径。对底部有裸露焊盘的封装来
说,PCB及其敷铜层是D类放大器主要的散热渠道。如图2所示,将D类放大器贴装到常见
的PCB,最好根据以下原则:将裸露焊盘焊接到大面积敷铜块。尽可能在敷铜块与临近的
具有等电势的D类放大器引脚以及其他元件之间多布一些覆铜。本文的案例中,敷铜层与
散热焊盘的右上方和右下方相连(如图2)。敷铜走线应尽可能
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