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PL3050在大功率藍牙音箱中的DC-DC解決方案

2020年09月08日 18:00 ? 次閱讀

摘要

隨著科技的不斷發展,眾多智能產品的出現極大的方便了我們的生活。音樂愛好者甚至普通大眾日常生活中怎能少得了高品質的藍牙音箱呢?

電源管理,是電子設備的核心器件,高品質的藍牙音箱必須擁有穩定、可靠、高性價比的電源管理方案。由擁有多年國際一流電源管理企業工作經驗的海歸團隊成立的深圳寶礫微電子有限公司自主研發的大功率同步升壓DC-DC產品PL3050,為藍牙音箱設計者提供了最優的電源解決方案。

PL3050產品介紹

PL3050是一個20V的同步升壓轉換器,內置用于負載斷開功能的柵極驅動器。PL3050集成了兩個低導通內阻的功率MOSFET:7mΩ的開關MOSFET和7mΩ的整流MOSFET。

PL3050采用自動恒定頻率的峰值電流模式控制。輕載時,PL3050工作與FCCM模式下,以避免產生低頻噪音。

PL3050實現可編程的逐周期電流限制和可編程的開關頻率調節功能。

當輸出短路時,PL3050可以將輸出端與輸入端隔離。輸出一旦短路,進入hiccup模式,降低熱應力,短路狀態釋放后自動恢復。此外,PL3050還具有OVP和熱保護,避免故障運行。

產品特點

◆ 輸入電壓范圍:2.7-20V

◆ 輸出電壓范圍:4.5-20V

◆ 內置兩個7mR FETS

◆ 具有輸出短路保護功能

◆ 可編程開關頻率最高可達2.2MHZ

◆ 可編程內部逐周期限流最高可達15A

除了以上特點之外,PL3050采用最可靠的QFN13-FC封裝,能夠保證在大功率應用下的散熱均勻,相對普通打線封裝的產品穩定性更高。另外,PL3050的輸出短路保護功能是行業內其他升壓IC所不具備的,解決了在行業痛點。

圖1 PL3050典型應用原理圖

圖2 引腳功能 (QFN13-FC)

PL3050在藍牙音箱中的應用設計

本參考設計提供了一種適用于音頻功率放大器的PL3050包絡跟蹤電源電路。通過在FB引腳上添加音頻包絡信號,PL3050的輸出電壓可以根據音頻信號的包絡來改變。因此,PL3050為音頻功率放大器提供動態變化的電源電壓。在整個輸出功率范圍內,音頻功率放大器始終保持高效率。

在藍牙音箱方案設計前,確定以下要求:

1)確定供電電池類型(單節或雙節)

2)選定功放,根據功放類型確定輸出電壓范圍及功率

3)確定最低輸出電壓

4)確定最高輸出電壓

5)確定開關頻率,選擇電感、輸入輸出電容及設置限流值

設計案例

本設計案例針對兩節鋰電池輸出15V電壓,支持15V電壓、4Ω BTL負載條件下功率為2x30W(TPA3118D2)的功放。

1、原理圖設計

圖3 藍牙音箱電源設計原理圖

2、PCB設計

3、參數設計

1)設定使用2節鋰電池供電,輸入電壓6-8.4V

2)選定TPA3118D2 功放,實現最大輸出功率為2x30W

3)確定輸出最大電壓及最小電壓,如表1

音頻信號(峰值mV輸出電壓(V)

表1

根據最低輸出電壓及公式VOUT=VFB×(1+R1/R2)以及根據PL3050 Vfb=1.2V 且 Ifb引腳最大漏電流50nA的要求,為保證精度R2取47K,那么R1取324K,如圖6:

圖8 輸出電壓設置

對應原理圖 R9=47K,R7=300K,R4=24K,R3=47R。R3用于測伯德圖。

根據原理圖可知道:IQ2=(15.0-1.2)/324K-1.2/47K=17.06uA

R21=0.56/17.06=33.179K

取R20=180R R21=33K R14=10K

4)頻率設定

根據PL3050規格書里設定開關頻率公式,這里選600KHZ,對應原理圖R5=82K

5)峰值電流設定

峰值開關電流極限由外部電阻R6設定。我們應該確保在最低輸入電壓和最高輸出功率的情況下,電流極限點高于所需的峰值開關電流。根據PL3050規格書里電流極限值可由下式計算

6)電感計算

紋波率取0.4,根據PL3050規格書里可由下式計算電感量:

考慮到實際效率,這里計算L大約1.3824uH 取2.2uH。

電感工作時最大電流計算:

考慮到實際效率,這里計算Ipk大約12.5A??紤]到實際溫度的影響,電感飽和電流取15A以上。

7)輸出電容計算

根據輸出紋波要求,可參考如下公式計算

考慮到電容在某些直流偏壓的降額,5個22μF的陶瓷電容器并聯適合ΔVo= 50 mv的應用

4、方案測試

圖9 方案實物圖

本方案針對兩節鋰電池輸出15V電壓,支持15V電壓、4Ω BTL負載條件下功率為2x30W(TPA3118D2)的功放。以下測試數據以15V固定電壓輸出得到,包絡部分未參與。后面會做出計算范例。

1)效率測試

2)紋波及噪聲

3)動態測試

4)短路測試

5)伯德圖測試

商務合作聯系:肖祥富? 18126469226

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爾? VR13 6 + 1相緊湊數字控制器 VR13符合25MHz的SVID總線rev.1.7 高性能數字控制回路(數字STVCOT?) 專有自動調諧技術 通過PMBus的完全可配置的? AutoDPM - 自動動態相位管理 遠程感; 0.5%Vout的精度與校準 使用校準 在PM6776是被設計為功率英特爾VR13處理器的高性能數字雙控制器電流監測信號:所有所需的參數是通過PMBus的?接口編程。
發表于 2020-05-20 19:05? 29次閱讀
PM6776 PM6776帶有PMBus 6 +...

CLOUD-ST25TA02KB CLOUD-S...

使用的印刷電路板用 ST25TA02KB-P NFC /在UFDFPN5ECOPACK?2包RFID標簽 19平方毫米單層感性天線,蝕刻在PCB上 非接觸式接口 TruST25?數字簽名 NFC論壇類型4標簽 ISO / IEC 14443類型A 106 kbps的數據速率 內部50 pF的調諧電容,從而實現了小電感天線設計 內存 256字節(2千位)EEPROM與NDEF數據支持 200年的數據保存 百萬擦除 - 寫周期耐力 128位的密碼數據保護 用抗撕裂特征 數字墊 可配置的通用指示輸出(GPO),例如,RF場檢測 云ST25TA02KB是現成使用的演示板旨在評價T他ST25TA02KB-P設備。...
發表于 2020-05-20 19:05? 40次閱讀
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PA192 PA192PA192是用于在小的 硬...

發表于 2020-05-20 11:05? 45次閱讀
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TERARANGER EVO TeraRange...

發表于 2020-05-20 11:05? 50次閱讀
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SENSIBLE SensiBLE準備使用的BL...

發表于 2020-05-20 11:05? 68次閱讀
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EMB1061 EMB1061EMB1061是采...

發表于 2020-05-20 11:05? 64次閱讀
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DHCOM STM32MP1 DHCOM STM...

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FERRITE FLEXIBLE SHEET A...

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FERRITE FLEXIBLE SHEET A...

STEVAL-IPMM15B STEVAL-IP...

電壓:125 - 400 VDC 額定功率:高達1500W的 允許的最大功率是關系到應用條件和冷卻系統 額定電流:最多6 A 均方根 輸入輔助電壓:高達20 V DC 單或用于電流檢測的三分流電阻(與感測網絡) 電流檢測兩個選項:專用的運算放大器或通過MCU 過電流保護硬件 IPM的溫度監測和保護 在STEVAL-IPMM15B是配備有SLLIMM(小低損耗智能模制模塊)第二串聯模塊的小型電動機驅動電源板第二系列n溝道超結的MDmesh?DM2快速恢復二極管(STIB1560DM2T-L)。它提供了一種用于驅動高功率電機,用于寬范圍的應用,如白色家電,空調機,壓縮機,電動風扇,高端電動工具,并且通常為電機驅動器3相逆變器的負擔得起的,易于使用的解決方案。...
發表于 2020-05-20 10:05? 50次閱讀
STEVAL-IPMM15B STEVAL-IP...
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