工程師參考手冊（四）：D類功放設計須知

　?。?）Deadtime過大，輸出波形中出現(xiàn)的毛刺包含的能量將持續(xù)消耗在體二極管中，以熱能形式消耗能量，嚴重影響芯片工作穩(wěn)定性和輸出效率。

　?。?）Deadtime過長，影響放大器線性度，造成輸出信號交越失真，時間越長，失真越嚴重。

　　2．2 EMI（Electro-Magnetic InteRFerence）

　　EMI主要由MOSFET體二極管反向恢復電荷形成，具體產(chǎn)生機理如圖6所示。

　　第一階段，MP1-MOSFET導通，有電流流過MOSFET和后級LPF電感；第二階段，全橋進入Dead-time期間，MP1本身關斷，但其體二極管依然導通，保證后級電感繼續(xù)續(xù)流；第三階段，Deadtime期結(jié)束，MN1導通瞬間，若MP1體二極管存儲的剩余電荷尚未完全釋放，則瞬間釋放上一次導通期間未釋放的存儲電荷，導致反向恢復電流激增，此電流趨向于形成一個尖脈沖，最終體現(xiàn)在輸出波形上，如圖6（b）所示。因此，輸出頻譜會在開關頻率以及開關頻率倍頻處包含大量頻譜能量，對外形成EMI。

　　為抑制EMI，以降低輸出方波頻率，減緩方波頂部脈沖為目的，將一些內(nèi)部EMI消除電路新技術應用于新產(chǎn)品中：

　　（1）Dither。擴展頻譜技術，即在規(guī)定范圍內(nèi)，周期性調(diào)整三角波采樣時鐘頻率，基波和高次諧波避開敏感頻段，使輸出頻譜能量平坦分散；

　?。?）增加主動輻射限制電路，輸出瞬變時，主動控制輸出MOSFET柵極，以避免后級感性負載續(xù)流引起高頻輻射。

　　2．3 印制板PCB布局設計規(guī)則

　?。?）因輸出信號含大量高頻方波，需將加入的低失真、低插入損耗LC濾波電容和鐵氧體電感低通濾波器件緊密靠近功放，將承載高頻電流的環(huán)路面積減至最小，以降低瞬態(tài)EMI輻射。

　?。?）因輸出電流大，音頻輸出線徑要寬，線長要減短，故需降低無源電阻RP和濾波器電阻RF，提高負載電阻RL比值，提高輸出效率。

　?。?）PCB底部是熱阻最低的散熱通道，功放底部裸露散熱銅皮面積要大，應盡可能在敷銅塊與臨近具有等電勢的引腳以及其他元件間多覆銅，裸露焊盤相接的敷銅塊用多個過孔連接到PCB板背面其他敷銅塊上，該敷銅塊在滿足系統(tǒng)信號走線要求下，應具有盡可能大的面積，以保證芯片內(nèi)核通過這些熱阻最低的敷銅區(qū)域有最佳散熱特性。

　?。?）大電流器件接地端附近，多加過孔，信號若跨接于PCB兩層間，多加過孔提高連接可靠性，降低導通阻抗。

　?。?）信號輸入端元件焊盤和信號線與輸出端保持適當間距，關鍵反饋網(wǎng)絡器件置放在輸入／輸出PCB布局模塊中間，防止輸出端EMI幅射影響輸入端小信號。

　?。?）地線、電源線遠離輸入／輸出級，采用單點接地方法。

　　3 基于上述要素的綠色能效D類功放TFA9810T設計應用

　　3．1 TFA9810T內(nèi)部結(jié)構(gòu)