作者：William Zhang
近年來(lái)，無(wú)線(xiàn)音箱在消費類(lèi)音頻市場(chǎng)備受關(guān)注，其功能和應用多樣化的需求促使該行業(yè)快速增長(cháng)，逐漸成為人們日常生活的習慣用品。無(wú)線(xiàn)音箱從是否便攜的角度可分類(lèi)為非便攜式和便攜式兩大類(lèi)，其主要區別在于是否為電池供電。
一般地，非便攜式無(wú)線(xiàn)音箱直接由電源設配器供電，功率等級可達數十瓦至數百瓦不等，而便攜式無(wú)線(xiàn)音箱由電池供電，輸出功率通常只有數瓦至數十瓦，且常帶有一個(gè)4Ω或8Ω的喇叭。為了同時(shí)滿(mǎn)足便攜性并為喇叭提供足夠的輸出功率，便攜式無(wú)線(xiàn)音箱通常配備2節可充電鋰離子電池，當輸出功率要求高于10W時(shí)，由于電池電壓不足以為后級的音頻功放提供足夠的功率，一般需要升壓電路將電池電壓升至12V~18V以滿(mǎn)足功率需求。圖1展示了典型的便攜式無(wú)線(xiàn)音箱供電系統示意圖。
圖1. 便攜式無(wú)線(xiàn)音箱供電系統示意圖
德州儀器最新推出了升壓變換器TPS61288，以?xún)?yōu)異的功率密度和整體方案尺寸領(lǐng)先于市場(chǎng)同類(lèi)產(chǎn)品，價(jià)格也相當有競爭力，是無(wú)線(xiàn)音箱升壓變換器的理想方案，具有以下優(yōu)勢：
· 寬輸入電壓范圍：2~18V，適用于不同種類(lèi)或多串電池輸入。
· 支持最大18V輸出電壓，可滿(mǎn)足較大功率應用場(chǎng)景的音箱設計。
· 支持15A開(kāi)關(guān)電流，輸出平均功率可達40W。
· 效率極高，且功耗極低：
- 集成了內阻僅為6.5-mΩ / 8.5-mΩ的兩個(gè)功率管，在40W輸出功率下效率高達96.6%。
- 靜態(tài)電流僅為120uA，關(guān)斷電流僅為2uA，較市面上其他升壓方案，可顯著(zhù)延長(cháng)無(wú)線(xiàn)音箱的續航時(shí)間。
·整體方案尺寸小，設計簡(jiǎn)單，成本低：
- 芯片采用小尺寸的QFN封裝，僅為3mm×2.5mm，功率密度極高，如圖2所示。
- 外圍電路簡(jiǎn)單，元器件少，成本低。
·支持Enable及軟起動(dòng)功能，且可編程欠壓保護(UVLO)，并具有完善的過(guò)壓、過(guò)流及熱保護，為整個(gè)系統提供多重保護。
· 采用TI專(zhuān)利的SOO（平滑開(kāi)通/關(guān)斷時(shí)間控制）技術(shù)，支持輕載時(shí)PWM模式到PFM模式的無(wú)縫過(guò)渡，實(shí)現全負載下無(wú)電壓漂移，滿(mǎn)足嚴苛的輸出電壓精度要求，并能通過(guò)延長(cháng)關(guān)斷時(shí)間toff來(lái)大幅提升輕載效率，如圖3所示。
圖2. TPS61288封裝示意圖
圖3. TPS61288 SOO 模式示意圖
圖4是TPS61288典型應用電路圖。
圖4. TPS61288典型應用電路圖
如圖5所示，TPS61288優(yōu)化了管腳的位置，電壓輸入到輸出的器件布局更加簡(jiǎn)潔清晰。以下是TPS61288 PCB Layout 介紹：
· 輸入電容應盡可能靠近VIN引腳和PGND引腳，并使用最短的走線(xiàn)連接。
· 為去除高頻率噪聲和改善EMI，可添加1nF小尺寸（例如0402或0201）的去耦電容，且必須用最短的線(xiàn)擺放在IC管腳附近。
· 注意走線(xiàn)要滿(mǎn)足最大電流，SW走線(xiàn)不要用多層連接，防止寄生電容造成開(kāi)關(guān)瞬間的尖峰電壓過(guò)高。
· 將信號地與功率地分開(kāi)布線(xiàn)，采用單點(diǎn)接地，或使用0歐電阻將信號地連接到功率地。
· PCB的 Bottom層建議鋪銅并設置為Ground，Top 層的PGND 和AGND則通過(guò)通孔與之連接。
圖5. TPS61288 PCB Layout 示例
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