深圳市永阜康科技有限公司推出基于CS8359的單節鋰電池供電音頻功放解決方案,3.7V供電最大提供2x9.2W的極致功率輸出。
CS8359C簡(jiǎn)單介紹
CS8359C是一款固定22倍增益,帶防破音,AB/D切換,電源自動(dòng)增益調節,功率限制,多階電源自適應功能,內置BOOST升壓模塊,R類(lèi)立體聲音頻功率放大器?梢詾4Ω 的負載 提供最高2X9.2W的恒定功率.AB類(lèi)D類(lèi)可切換模式的設計,最大限度的減少音頻子系統中功放對FM的干擾,電源自動(dòng)增益調節功能可以在鋰電池電量低的時(shí)候,自動(dòng)降低CS8359C的增益從而減少音頻子系統的輸出功率,延長(cháng)鋰電池的播放時(shí)間.多階的電源自適應功能能夠保證在各個(gè)輸入信號幅度范圍內對應合理的BOOST升壓幅度,最大限度的提升了音頻子系統的整體效率,延長(cháng)了鋰電池的播放時(shí)間.防破音功能以及功率限制功能的合理有效的搭配使用,可以讓CS8359C有效的輸出各個(gè)功率范圍,為音頻子系統的輸出功率的調節提供最大的便利性。
CS8359C的全差分架構和極高的PSRR有效地提高了CS8359C對RF噪聲的抑制能力 。無(wú)需濾波器的PWM調制結構及內置的BOOST升壓模塊,以及CS8359C采用專(zhuān)有的AERC((Adaptive Edge Rate Control)技術(shù) ,在音頻全帶寬范圍內極大地降低了EMI的干擾,對60cm的音頻線(xiàn),在FCC的標準下具有超過(guò)20dB的裕量 ,另外CS8359C內置了過(guò)流 保 護,短路保護和過(guò)熱保護,有效的保護芯片在異常的工作條件下不被損壞。 CS8359C提供了纖小的的TSSOP28-PP封裝形式供客戶(hù)選擇,其額定的工作溫度范圍為-40℃至85℃。
CS8359C指標特征
內置BOOST模塊R類(lèi)結構,集成D類(lèi)AB類(lèi)兩種模式
輸出功率
PO at 10% THD+N, VIN = 3.7V RL = 4 Ω+22uH 2x9.2W(D MODE NCN OFF)
PO at 1% THD+N, VIN = 3.7V RL = 4 Ω+22uH 2 x 7.4W(D MODE NCN OFF)
優(yōu)異的"噼噗-咔嗒"(pop-noise)雜音抑制能力
工作電壓范圍:2.5V到5.5V
電源自動(dòng)增益調節功能
多階電源自適應功能
內置4種防破音模式
內置POWER-LIMIT(功率限制功能)
無(wú)需濾波的Class-D結構
82%的效率
電源模塊內阻:12mΩ
高電源抑制比(PSRR):在217Hz下為70dB
啟動(dòng)時(shí)間 (100ms)
靜態(tài)電流 (8mA)
低關(guān)斷電流 (<0.1µA)
過(guò)流保護,短路保護和過(guò)熱保護
符合Rohs標準的無(wú)鉛封裝
應用范圍
便攜式藍牙音箱
封裝圖樣以及管腳定義


典型應用圖

備注:
L1為4.7uH,飽和電流為10A以上的電感,DCR足夠小。
D1,D2的肖特基型號為SS54
R1,R2,R3,R4電阻配置詳見(jiàn)后面AVBAT,BAGC,PL,NCN文字說(shuō)明
DEMO實(shí)例

CS8359C主要功能介紹:
A: NCN功能
在音頻應用中,輸入信號過(guò)大或者電池電壓下降等因素都會(huì )導致音頻功放的輸出信號發(fā)生破音失真,而且過(guò)載的信號會(huì )對揚聲器造成永久性損傷。CS8359C獨特的無(wú)破音(NCN)功能可以通過(guò)檢測放大器輸出信號的破音失真,自動(dòng)調整系統增益,使得輸出音頻信號保持圓潤平滑,不僅有效地避免了大功率過(guò)載輸出對喇叭的損 壞,同時(shí)帶來(lái)更舒 適的聽(tīng)覺(jué)享受。CS8359C提供四種NCN工作模式和不防破音模式可供用戶(hù)選擇 :M1,M2,M3,M4,NCNOFF,可以通過(guò)設置NCN引腳的不同狀態(tài)來(lái)分別進(jìn)入五種模式。啟動(dòng)時(shí)間(Attack Time): 從發(fā)生破音失真到系統自動(dòng)增益調節完成的時(shí)間間隔。釋放時(shí)間(Release Time):從破音失真消失到系統完全退出增益衰減狀態(tài)的時(shí)間間隔。通過(guò)NCN管腳狀態(tài)設置M1,M2,M3,M4,NCNOFF模式的啟動(dòng)時(shí)間和釋放時(shí)間如下表所示。

B:電源自動(dòng)增益調節功能(BAGC)
CS8359C具有電源自動(dòng)增益調節功能,可根據輸入電源電壓DC值的變化,自動(dòng)調節功放的增益,防止功放產(chǎn)生破音失真,這對于采用鋰電池作為電源特別適用,該功能可通過(guò)BAGC腳做如下圖設置。當Vbatter>1.24(R1+R2)/R2時(shí) ,BAGC功能關(guān)閉;當Vbatter<1.24(R1+R2)/R2時(shí) ,BAGC功能開(kāi)啟,BAGC開(kāi)啟后功放的最大差分輸出電壓峰值為:
|(VOUT+) -(VOUT-)|max=1.6 x Vbatter

當電池電壓降低的時(shí)候,CS8359C的最大輸出電壓幅值將會(huì )下降到1.6倍電池電壓,若電池電壓恢復上升,最大輸出電壓的幅值也會(huì )以1.6倍電池電壓升高,BAGC功能的實(shí) 現如下圖。

C:多階電源自適應功能
為了降低待機功耗,延長(cháng)電池的使用壽命,CS8359C設計了多階電源自適應功能 。在電池電壓為4V,當輸入到CS8359C的音頻信號小于50mV(有效值 )時(shí) ,CS8359C的BOOST升壓功能關(guān)閉;當輸入音頻信號大于50mV(有效值)并小于140mV(有效值)時(shí) ,CS8359C的BOOST升壓功能開(kāi)啟并將PVDD升壓至6V;當輸入音頻信號大于140mV(有效值 )時(shí) , CS8359C的BOOST升壓功能將PVDD升壓至8.4V。CS8359C電源自適應功能的啟動(dòng)時(shí)間為20us,釋放時(shí)間為2s。當電池電壓在其他電壓點(diǎn)的時(shí)候,自適應的輸入信號幅度是按照上述比例自動(dòng)調整。
D:CS8359C PCB板設計步驟和要點(diǎn)
Vbat端電容
CS8359C內部集成了穩壓電路,因此不需要通過(guò)Vbat為CS8359C供電,也就不需要貼片去耦電容,直接連接電感即可。但一般我們建議至少為Vbat加入一個(gè)儲能電解電容,因為升壓電源和功放都是從Vbat獲取電流的。一個(gè)220uF的電解電容有助于使電池電壓更平穩,減少對系統上其他IC的干擾,也有助于提升CS8359C的低頻瞬態(tài)響應,也有助于EMI的降低。
PVDD端電容
CS8359C的PVDD實(shí)際為升壓電源的輸出,也是內置功放模塊的電源輸入。因此濾波去耦電容是必須的。我們要求使用兩組電容,一組是0.1uF和10uF組成的去耦電容,一組是470uF的濾波電解電容。0.1uF和10uF的貼片電容要盡可能的靠近芯片管腳放置。220uF的濾波電容也是必須的(建議使用高頻低阻系列的電解電容,可以有效的提高效率,減少電壓紋波),過(guò)小的電容會(huì )使BOOST模塊的輸出電壓震蕩。PVDD端電容對于CS8359C的性能影響很大,具體可參考PCB設計指南,或與原廠(chǎng)工程師聯(lián)系。
芯片GND
CS8359C有兩組GND,PGND和AGND。PGND是功率地,瞬態(tài)會(huì )有超過(guò)10A的電流流過(guò),同時(shí)也是芯片的散熱片。一定要直接與鋪銅相連,并保證足量過(guò)孔與底層鋪銅連接。AGND是芯片的模擬參考地,我們建議直接與地鋪銅連接即可。
輸入音頻GND
CS8359C為差分輸入,當音源也為差分輸出時(shí),CS8359C能夠很好的屏蔽干擾,無(wú)須過(guò)多擔心地回路噪聲的引入。但當音源為單端輸出時(shí),就要注意屏蔽地回路噪聲的引入。由于每個(gè)系統和主控或者DAC的特性各不相同,我們一般只能建議保證音頻信號的參考地和CS8359C沒(méi)有信號輸入通過(guò)電容接地Pin腳的參考地之間沒(méi)有電位差,或者盡可能是一個(gè)地。 |