浅谈Toshiba功放芯片在车载产品中设计应用

随着消费者对汽车娱乐方面的要求不断提升,车载导航娱乐一体机产品也以集休闲、娱乐等特点,迅速占领市场且得到广泛欢迎。此时Toshiba顺应市场形势,开发并量产的TCB001HQ以低成本、高音质等优点很快得到消费者的认可和车载厂家的青睐。接下来就先了解下TCB001HQ的重要特性。

1、高输出功率POUT最高45W(VDD=15.2V)、总谐波失真THD低至0.01%(POUT=4W)、输出噪声电压Rg低至45uV(BW=20Hz-20kHz)、工作电压范围VDD在6V-18V(RL=4Ω)

2、内置待机开关:可通过4脚打开或关闭电源,进入待机模式时功耗只有0.01uA,进入待机的优势是可使用微控制器打开/关闭VDD,省掉一个开关继电器。

3、内置静音开关:可通过22脚高低电平来启用音频静音开关,调整22脚外的阻值决定静音时间常数,在静音打开或关闭时,所产生的pop噪声受时间常数的影响;因此,必须基于每个应用确定该常数,基于5V控制电压设计该端子,但当控制电压变为3.3V时,pop噪声确定外部上拉电阻值为3.3V/5V*47KΩ=31KΩ。

4、内置多功能检测电路(输出偏移电压检测、过压检测、输出短路检测)功能

①  输出DC偏移检测:该功能检测Out+和Out-的偏移电压,从25脚获得检测结果后通过“待机”打开和“静音”打开来降低扬声器压力。

②  输出对地短路/过压检测:如果检测到VDD/GND输出短路或过压,MOS管打开,电压保护阈值23V,将信号传到MCU并做出判断回应。

③  输出短路检测:如果检测到输出至输出短路,MOS管打开,并会在20us发一次信号给MCU,此时电压拉低,在电压上升时的工作电流应低于500uA,防止出现损坏。,

5、内置多路保护电路(过温、过压、短路保护、扬声器损坏防护)功能。

① 过温保护:当产品节温超过150℃(典型值)时开始工作,启动保护程序:首先会出现输出衰减,如温度继续上升至衰减无效,则输出变为静音状态,当所有输出均处于静音且温度还在继续上升,就会停机无输出,此时温度下降至安全值就会自动恢复输出。



② 过压保护:当供给VDD引脚的电压超过工作范围时,过压保护开始运行直至电压下降到安全值后就会自动恢复正常工作
 
③ 短路保护:至VDD短路、GND短路及输出到输出短路。各个引脚均处于不合格链接时,短路保护开始运行保护每一个通道,对应输出的输出偏置被关闭且输出被截止(如通道1输出短路,则通道1受保护无输出,其它通道2-4仍然可输出)

④ 扬声器损坏防护:在OUT+和OUT-引脚之间的直流电阻下降低于1Ω时,输出电流超过4A,保护电路被激活以限制电流卷入扬声器,此功能可防止扬声器损坏。

了解完特性后,我们进入设计正题,以下是TCB001HQ的方框图,请尽可能参照表格内的阻容参数值设计。特别是输入脚C1与AC-GND脚的C6的配比最好在1:4,这样可有效抑制POP噪声。



TCB001HQ是一个音频芯片且内置MOS的功率器件,Layout时位置尽可能摆放在PCB板边缘,这样既缩小空间,且有助于贴近金属外壳有更大的散热空间



TCB001HQ支持4通道又内置P+N MOS最大45W输出,所以IN、OUT脚功率比较大,Layout时也请注意布线尽量要粗且不要过孔,以防引起噪声且烧坏的现象。

 

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