我們可能在設計時(shí)將多個(gè)音頻功率放大器連接至一個(gè)輸出電路,以復用不同源,或者連接一個(gè)外部放大器來(lái)延長(cháng)電池使用時(shí)間。此外,我們還可能會(huì )將一個(gè)放大器輸出無(wú)意中連接至另一個(gè)放大器輸出或者電源。所有這些連接都會(huì )迫使APA輸出電壓異常,從而損壞APA。要避免此類(lèi)損壞必須注意一些限制因素,而本文對這些限制的原因進(jìn)行了解釋說(shuō)明。
無(wú)論APA是開(kāi)啟還是關(guān)閉都會(huì )發(fā)生這種損壞現象。APA開(kāi)啟時(shí),大多數APA的輸出都受到短路保護 (SCP) 電路或過(guò)流保護 (OCP) 電路的保護,但是APA可承受的電壓范圍仍然相同。一般而言,強制進(jìn)入APA輸出的電壓必須作如下限定以避免出現APA損壞:
不應強制APA輸出超出APA正電源電壓(VDD或VCC)0.3V以上,或其負電源電壓(基準電壓或VSS)-0.3V以下。
不得強制APA輸出超過(guò)APA產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)額定電源電壓的絕對最大值。
APA如何響應強制進(jìn)入其輸出的電壓
關(guān)閉時(shí),APA輸出有不同的電阻,范圍從幾歐姆到高阻抗時(shí)的數千歐姆。如果連接至APA輸出的外部音頻源可以驅動(dòng)這種電阻,則其會(huì )推動(dòng)APA輸出的電壓。
開(kāi)啟狀態(tài)時(shí),大多數AB類(lèi)器件都有SCP持續電流限制。這種APA將其輸出保持在計劃輸出電壓水平,直到其被另一個(gè)源強制進(jìn)入SCP或OCP。之后,它繼續吸取其限流,但其輸出電壓受到另一個(gè)源的控制。如果APA繼續吸取其限流,則它可能會(huì )過(guò)熱,并且會(huì )轉入熱關(guān)閉。它的輸出電壓完全受另一個(gè)源控制。APA充分冷卻后,它會(huì )重新開(kāi)啟,只要不斷開(kāi)外部源連接,這一循環(huán)就不會(huì )停止。
典型的D類(lèi)APA將其輸出保持在計劃輸出電壓水平,直到它被強制進(jìn)入SCP或OCP為止。那么,只要出現一定的電壓限制它便關(guān)閉,其輸出電壓受到另一個(gè)源的控制,且沒(méi)有吸取較大的電流。逐周期OCP的D類(lèi)APA一般會(huì )表現如一個(gè)持續電流限制器,直到其關(guān)閉為止。
損壞發(fā)生的方式
如果在關(guān)閉時(shí)另一個(gè)源連接至一個(gè)APA輸出,則它會(huì )強制APA輸出跟隨其電壓。如果APA為開(kāi)啟狀態(tài),且另一個(gè)源可為強制APA進(jìn)入SCP或OCP提供足夠的電流,則另一個(gè)源會(huì )強制APA輸出跟隨其電壓?梢杂袔追N不同的損壞方式。
正向偏置主體二極管
單電源APA在正電源(通常稱(chēng)作VDD或VCC)和基準電壓之間運行。輸出器件為一些帶主體二極管的FET,其在正常運行中為反向偏置。如果這些二極管中的一個(gè)變?yōu)檎蚱貌⑶覕y帶過(guò)大電流,則正常運行中為反向偏置的主體二極管(請參見(jiàn)圖1)就會(huì )被損壞。單電源APA被強制超出VDD(或VCC)以上0.3V或者基準電壓以下 0.3V時(shí),就會(huì )出現這種情況。

圖1 正向偏置主體二極管的電流傳導

圖2 推動(dòng)APA電源電壓超出其限制
TI DirectPath™運行在正電源(通常稱(chēng)作VDD)和負軌(通常稱(chēng)作VSS,一般產(chǎn)生自開(kāi)關(guān)電路VDD)之間,VSS的量級一般低于 VDD 的量級。一些DirectPath APA將主VDD調節至更低電平,得到其輸出HPVDD,并自HPVDD產(chǎn)生一個(gè)負軌HPVSS來(lái)控制最大輸出功率。如果DirectPath APA的輸出被強制超出VDD/HPVDD以上0.3V或者VSS/HPVSS以下-0.3V,其中一個(gè)主體二極管可能會(huì )變?yōu)檎蚱貌y帶過(guò)大電流,從而損壞該二極管。
電源過(guò)電壓
即使外部源電流不損壞主體二極管,但它們可能會(huì )流至VDD/HPVDD或VSS/HPVSS(請參見(jiàn)圖2)。VDD/HPVDD和VSS/HPVSS一般只獲取電流,因此二極管電流可能會(huì )使電源電壓超出其絕對最大額定值,并因此可能會(huì )損壞APA和/或電源組件。
表1或許會(huì )有助于理解各種DirectPath APA的不同電源。通過(guò)將其產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)資料同該表進(jìn)行對比,我們可以確定此處未涉及器件的電源。電源標識可能會(huì )與表中所示標識不同。

表1 APA器件電源電壓限制對比
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