春节了，简单翻译下LM3886的AN1192应用文档,是不是论坛首发?

ls0001

摘取主要内容翻译，持续更新，敬请关注，如有错漏欢迎指正。

前面部分的概括性内容想必大家都了解的，直接略过，从4.1开始。

先来第一节。
4 散热背景
功率半导体的电压和电流额定值通常是设计高功率放大器时考虑的第一个要素。对于集成的单片功率放大器也是如此。然而, 功率耗散率对于功率放大器设计的长期可靠性同样重要。当使用一个单片集成电路在其预期的应用和在其指定的能力, 热设计是相对简单的。当一个 IC 被用于超越能力时, 如在高功率电路, 功耗问题变得更加关键。因此, 设计人员必须了解 IC 的功耗能力。

4.1 典型特征数据
电源 IC 的功耗能力在数据表中指定, 或者可以从其额定的输出功率规范中获得。虽然 LM3886T 的功耗等级为 125W, 但这个数字可能会引起误导。其功耗规范来源于 IC 的 junction-to-case 热电阻, θJC = 1/W, 最大结温, TJ = 150 ° c, 和环境气温, t = 25 ° c。如在数据表中所述, 设备必须在这些参数的温度下工作。应用的散热要求根据这些参量设计, 以便集成电路不会进入热关断 (TSD)。然而, Overture™集成电路的真正问题, 来自于输出级的独特的 SPiKe™保护的灵敏度, 它动态监测输出晶体管的温度。虽然热关机电路触发温度 tJ = 150 ° ，在正常操作条件下不会激活保护电路，但当散热不足,随着IC的整体温度的增加, SPiKe™电路会变得更加敏感, 会导致它在125W 极限到达之前打开。如何在IC功率耗散限制下, 使 SPiKe™电路不触发？了解功率损耗极限, 保持 IC 的机箱温度尽可能的冷却, 可以在不激活 SPiKe™保护的情况下,得到尽量大的输出功率.

ls0001

接上.
另一种确定 IC 功耗能力的方法是分析数据表中的输出功率规范。在 LM3886T 的情况下, 有两个输出功率规格: 60W 4欧负载使用±28V 供电,和50W 8欧负载使用±35V供电。利用下面所示的两种条件和理论最大功耗方程, 可得出以下最大功率耗散:

4.2         单端式 Pdmax 方程:
        Pdmax = VCCtot2/2π2RL        (1)
非隔离式 LM3886T:
1.        VCC = ±28V, RL = 4Ω        (2)
        Pdmax = VCCtot2/2π2RL = (±28V)2/2π2(4Ω) = 39.7W        (3)
2.        VCC = ±35V, RL = 8Ω        (4)
        Pdmax = VCCtot2/2π2RL = (±35V)2/2π2(8Ω) = 31.0W        (5)
结果表明, 在连续正弦输入和适当散热的情况下, IC 可以处理最大≈40W 的连续功率耗散, 而无需 SPiKe™保护。同样的理论也适用于其他 Overture™集成电路, 如 LM3876T, 这是能够消散31W 与适当的热下沉。应该注意的是, 以上所示的结果是用于隔离电源与散热片的封装, 其中封装的背面是与硅衬底。隔离电源封装在背面有塑料层, 使封装与硅衬底电隔离。这种额外的塑料量增加了封装使热阻从非隔离版本的1度/W, 增大到≈ 2度/W。热阻增加的结果是在相同的条件下, 即使散热片温度不会改变, 核心温度也会升高。
有两个主要的要点需要注意:
1. 最大功耗分析考虑使用稳压电源。整个分析的 IC 被测试为一个恒定的满负载电源电压最坏情况下的功耗。当使用非稳压的电源时, 空载电压会稍高 (15%–35%), 导致总的最大功耗比预期的要高.
2. 在实际的 "音频" 应用中, 平均音乐功耗远小于正弦输入所产生的最大功耗。因此, 由于功耗较低, IC 将比预期运行得更凉快.

jacksl528

说到 LM3886 过完年我打算 尝试做一下Jeff Rowland 的 4P电路

swsw4321

谢谢，更关心这些集成块静待机电路说明，网上有个文章，现在破百度搜索不到了，google又不好用。感觉现有静音电路很随意

ls0001

4.3         桥接输出放大器 Pdmax 公式
为了确定桥接放大器的 Pdmax 方程, 采用单端 Pdmax 方程作为出发点。一个桥接放大器解决方案需要两个放大器, 每个放大将看到1/2 的总阻抗。将这些因数的2和1/2 代入到单端 Pdmax 方程中, 就会产生桥式放大器的总 Pdmax 方程。

        PdmaxBTL = 2*[VCCtot2/2π2(/½RL)] = 4*(VCCtot2/2π2RL)        (6)

桥接输出 Pdmax 方程代表桥接放大器方案。如果使用双放大器IC, 那么总的 Pdmax 将需要消散在单个 ic 封装中，但是, 如果使用两个单独的IC, 则总功耗在每个IC之间划分。
        两片非隔离 LM3886Ts:
        VCC = ±28V, RL = 4Ω        (7)
        Pdmax = 4VCCtot2/2π2RL = 4(±28V)2/2π2(4Ω) = 158.8W        (8)
        Pdmax = 158.8W        (9)
        Pdmax/IC = 79.4W        (10)
因此, 使用桥接配置驱动4欧负载时, Vcc必须等于±20V, 以保持每IC的功耗在40瓦特之内，即最高大约110W的功率输出。当驱动8欧负载, 并使用相同的桥接 Pdmax 方程和最大功率耗散40瓦/IC, 电源电压必须是±28V，这相当于大约120W 的输出功率.

ls0001

swsw4321 发表于 2018-2-11 13:57
谢谢，更关心这些集成块静待机电路说明，网上有个文章，现在破百度搜索不到了，google又不好用。感觉现有静 ...

既然这样,插播一下,给你发个"高级静音"控制电路.正常只有一个12K到20K的电阻一和个100UF左右的电容即可的.

jacksl528

swsw4321 发表于 2018-2-11 13:57
谢谢，更关心这些集成块静待机电路说明，网上有个文章，现在破百度搜索不到了，google又不好用。感觉现有静 ...

所有的 功率放大的音频IC “mute”功能，万变不离其宗  （部分I2C控制的 D类放大器除外）

厂商都有给出  静音的电平条件。  不管你采用什么电路，哪怕是一枚电阻，只要能提供这个高低电平作为触发条件。   都可以实现静音或者不静音

没必要看的那么复杂啊？

luobu83

顶起，一直想了解这ic，多谢楼主了

ls0001

jacksl528 发表于 2018-2-11 13:52
说到 LM3886 过完年我打算 尝试做一下Jeff Rowland 的 4P电路

从网上看到的Jeff Rowland 电路是反相输入的,不知道这要做的原因.
我觉得做正相输入的可玩性更高,可随时随意组合成并联等各种组合.
至于桥接,可以在前端插入一级单端转平衡电路进行倒相.(乐林好像用得倒相牛,有待查证)

ls0001

4.4 并联放大器 Pdmax 等式
为了确定并联放大器解的 Pdmax 方程, 采用单端 Pdmax 方程作为起点。由于并联解决方案的负载与单端解决方案 (一侧到地线) 的连接量相同, 因此仅有更多的设备驱动负载, 因此该公式不会因总 Pdmax 而改变。
        PdmaxPA = VCCtot2/2π2RL        (11)
并联方案的优点是总 Pdmax 在并联的每个放大器中平均分配。通过划分两个或多个集成电路之间的总功耗, 可以为更高的功率输出解决方案驱动较低的阻抗负载。在功耗限制内TI 的序曲功率放大器并联使用将得到更大的输出功率。
每个放大器在一个并联的方案中看见的负载阻抗等于负载阻抗X使用的并联IC的数量倍。因此, 对于一个4欧负载的方案使用两个放大器将导致每个放大器看到8欧负载。使用 TI 的 LM3886 在两个设备的并联解决方案驱动4欧负载提供110W的典型输出功率。对于使用两个 LM3886IC的2欧负载方案, 将导致每个 IC 看到4负载, 并通常提供120W 的输出功率。或可以使用4片LM3886并联 , 每个IC 看到一个8欧负载提供200W 的典型输出功率。三IC并联也可以使用, 使每个IC看到一个6Ω负载提供150W的典型输出功率。

ls0001

ls0001 发表于 2018-2-11 15:07
4.4 并联放大器 Pdmax 等式
为了确定并联放大器解的 Pdmax 方程, 采用单端 Pdmax 方程作为起点。由于并联 ...

这第4.4点，对于并联的使用，很明确地举例说明了，对于并联不能增大输出功率，增大到多少.

ls0001

4.5        桥接并联 Pdmax 方程
桥接/并联放大器在电桥模式下由两个放大器组成, 然后在桥的每一侧放大, 同时增加放大 (请参阅图 13 和图 17 )。适用公式使用Pdmax BPA Pdmax BTL 公式用作起始点。如上所述, 并行添加设备不会改变 Pdmax 方程, 因此桥接/并行解决方案的总 Pdmax 与桥接解决方案相同.
        PdmaxBPA = 4*(VCCtot2/2π2RL)               (12)
总功耗在电路中的所有放大器中平均分配。为了确定桥接/并联电路中每个放大器的 Pdmax 方程, PdmaxBPA 公式用作起始点。PdmaxBPA 公式计算整个电路的总峰值功耗。要求得桥两侧的功率, 使用PdmaxBPA 公式必须乘以1/2 倍:       
        PdmaxBPA(IC) = 4*(VCCtot2/2π2RL) * (½) = 2*(VCCtot2/2π2RL)        (13)
在桥的每一侧并联地增加一个放大器, 如下所示图 13和图 17将两个放大器之间的功率并联在桥的两侧。公式必须乘以另外一个1/2倍因素:
        这只是单端 Pdmax 方程。如果有更多的设备并联地添加到桥的每一侧,在最后一步使用因数1/(放大器的数量)倍来代替因数1/2。
计算 Pdmax 的另一种方式 BPA (IC) 方程是使用单独的 Pdmax 方程, 并确定每个放大器在电路中所看到的负载阻抗。如上所述, 桥电路意味着桥的每一侧将看到1/2 负载阻抗和并联电路的结果在每个放大器看到负载阻抗等于负载X并联的数量。将这两个结果结合在一起得到了 PdmaxBPA (IC) 的一般公式.
        PdmaxBPA(IC) = VCCtot2/2π2[(# of amps in parallel/2)*RL]        (15)
Where # of amps in parallel is the number of amplifiers in parallel on each side of the bridge and not the total number of amplifiers in parallel. As an example, if a 4Ω load is used and the number of amplifiers in parallel is three per side of the bridge (six amplifiers total) then the load seen by each amplifier is: 3/2 * 4Ω = 6Ω.
#是桥接电路中单边并联的放大器的数目, 而不是整个桥接并联电路里的放大器总数目。例如, 如果使用4负载, 并且并行放大器的数量是桥的每边三个放大器 (总数六个放大器), 则每个功放所看到的负载是: 3/2 * 4 = 6Ω。

jacksl528

ls0001 发表于 2018-2-11 14:27
从网上看到的Jeff Rowland 电路是反相输入的,不知道这要做的原因.
我觉得做正相输入的可玩性更高,可随时 ...

各有各的优缺点和取舍。  反向输入对共模噪音抑制差。 对输入信号的干扰抑制强.


同向输入 跟上面恰恰想反，


47工作室对GC版1875做研究（反向输入）能降低失真，但这个失真有多重要、能降低多少。不知道

ls0001

jacksl528 发表于 2018-2-11 16:06
各有各的优缺点和取舍。  反向输入对共模噪音抑制差。 对输入信号的干扰抑制强.

如果是为了BTL的倒相输入而使用反相可以理解为是为了节省附加的分相电路，
而如果单独使用，只是为了功放这一级提高信号抗干扰性能，而采用反相输入却大大降低了输入阻抗，进而需要增加一级阻抗匹配的缓冲级，得不尝失。
所有的我已知厂家的典型应用都没有反相输入的（如果有，也是极个别，算是我见识有限），似乎能说明点什么。
PS：乐林的输入采用的是输入牛，因此即使是反相输入也无需缓冲级。

jacksl528

jeff用牛平衡输入 能有效抑制共模干扰，在一定程度上弥补 反向放大电路的缺点

hkclz

提好的，让很多新手明白设计手册该怎样做。

jingship

ls0001 发表于 2018-2-11 17:27
如果是为了BTL的倒相输入而使用反相可以理解为是为了节省附加的分相电路，
而如果单独使用，只是为了功 ...

输入阻抗高低只是一个相对值,一般设计要求,输入阻抗能大于信号源的阻抗20倍(有人认为10倍)就可以了,输入阻抗越低,噪音会越低,故现代设计都低阻化了

ls0001

jingship 发表于 2018-2-12 10:40
输入阻抗高低只是一个相对值,一般设计要求,输入阻抗能大于信号源的阻抗20倍(有人认为10倍)就可以了,输入 ...

理论上是后级输入阻抗高对前级的影响小，实际后级采用低输入阻抗，就是实际情况实际分析，智者见智。

jacksl528

音频功率放大器的输入阻抗低和高  。我觉得还是高阻抗比较好，毕竟 高改低 好改； 低改高就 JJ了

ls0001

尽管浏览量还不一随便发一个讨论电容声，电阻声的热闹，还是继续接着翻译。
4.6

由于 TI 的产品组合和桥接/并联电路的能力, 桥接解决方案适用于80W 和120W之间的电源输出窗口。试图超过这个功率水平没有一个严格的散热设计将难以实现,桥式电路设计始终需要严格的良好的散热管理。桥接/并联方案是一个比桥接路电路更强大的设计, 它允许通过将两个并联的 IC组合桥接来获得更高级别的输出功率。下面的表1总结了每种配置和负载阻抗的最大供电电压, 同时将每片LM3886 IC 的Pdmax 保证小于40W。有关每个电路的详细信息, 请参见图 3, 图 6和图 13 。

表格1.最大供电电压

	2Ω	4Ω	6Ω	8Ω	16Ω
BR100	NR	±20V	±24V	±28V	±37V
PA100	±28V	±37V	±37V	NA	NA
BPA200	±20V	±28V	±32V	±37V	NA

注释:NR=不推荐
     NA=相对于单端或其它方式优势不大.

除了更好的散热外, 小型风扇的应用还可以大大提高 IC 的连续功耗能力,虽然不知道风扇气流的数据,但它就如同一个典型的电脑散热风扇。单个 LM3886 的 IC 最大功耗数据在表 2中概述如下。下面显示的数据只应作为可能的 IC 功耗能力的指南。您的电气设计参数和散热管理可能会有所不同, 从而改变可实现的结果。与往常一样, 建议进行实验室测试以验证任何方案.
表 2. 功耗结果

Power IC	Pdmax (No  Fan)	Pdmax    (With Fan)
LM3886T	40W	60W
LM3886TF	30W	45W