CP2230——高效率,高输出功率,高品质的音频放大器

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  •     CP2230为启攀微电子(Chiphomer Technology Ltd)日前发布了一颗大功率,超低EMI,超高效率的单声道D类音频放大器。与传统的D类功放不同,该芯片内部集成电荷泵,可在较低电源电压输入的情况下输出2W的功率,该电荷泵采用变频技术,即根据负载情况自动切换工作频率,大大降低了电荷泵的静态工作电流;该芯片采用全新的自主专利架构,其内部集成了电荷泵智能电源管理模块,可根据输入信号的幅值,自动地切换输出级的电压,输入信号低幅值时,效率高达90%,输入信号高幅值时,效率可达到60%;CP2230采用最新主动式电磁辐射抑制技术,显著改善EMI问题。

    专有的IMP技术,大大提高CP2230的工作效率

       CP2230专有的IPM ( Intelligent output power management )技术,在单节锂离子电池供电下,可提供业内最大的恒定输出功率及最高的效率。下面我们介绍一下IPM的工作原理,下图给出了3.6V工作条件下,CP2230的工作情况:

    《国际电子商情》

        途中蓝色曲线为CP2230的音频输出波形,红色线条表示CP2230的输出级工作电压。从图中可以看出,在低幅值部分即输出信号小于3.6V,其效率等同于D类功放,可达90%的效率;在高幅值部分切换为Charge-pump供电,效率降低为60%。可见,CP2230可以根据输入信号的幅值不同,智能的切换音频输出级电压,以达到效率的最优化。

       该专利技术相比目前市面上的G类、简单集成电荷泵的D类音频功放,其平均效率提高了20%以上。下图给出了采用IPM技术的CP2230与G类、简单集成电荷泵的D类功放的效率对比曲线:

    《国际电子商情》

    主动式电磁辐射抑制技术

    一直以来如何在系统级抑制D类产生的电磁辐射(EMI),都是困扰系统工程师的问题。由于D类放大器的调制频率一般在250kHz到1.5MHz之间,因此调制的开关信号和电源线上变化的电流信号带来的EMI主要集中在10MHz以下的频段;而方波的边沿变化一般是在纳秒级别的,因此它们所带来的EMI主要集中在几十MHz到几GHz的高频段。EMI的传播需要有一个有效的天线,即天线的长度应为对应频率波长的1/4,以10MHz频率为例,其有效的天线长度应为342CM,如此长的引线在系统应用中很难找到,因此我们要解决D类功放的EMI问题,需要重点关注100MHz以上频率的干扰问题,即由输出级输出跳变沿而产生的是EMI干扰问题。

    利用傅立叶级数将跳变沿展开,我们可以得出结论:跳变沿越快,EMI越差;跳变沿越慢,EMI越好。EMI但是过缓的跳变沿又会大大降低D类功放的效率。为了解决EMI的问题,CP2230通过对内部驱动管栅压的控制,主动的将输出级的跳变沿控制在30ns左右,经过反复实验,采用上述设计很好的兼顾了效率与EMI的影响。

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