ZHCAG95 October   2026 TAS5815

 

  1.   1
  2.   摘要
  3. 1D类功放过流保护原理介绍
  4. 2常规OC问题分析以及解决方案
    1. 2.1 软件配置
    2. 2.2 硬件配置
  5. 3假 OC 问题分析以及解决方案
  6. 4小结
  7. 5参考文献

硬件配置

硬件配置最重要的便是电感参数的选取,电感的饱和电流 I_SAT 必须大于系统中所有可能出现的峰值电流,否则电感饱和会导致电路失控甚至损坏器件。在音频功放的设计中要考虑以下三个瞬时电流较大的场景:

  1. 上电时占空比从 0 快速增大到 θ , LC 滤波器产生充电冲击电流:
    方程式 1. I _ p e a k _ p o w e r _ u p ≈ P V D D × √ ( C / L ) × s i n ( 1 / √ ( L × C ) × θ / F s w )
  2. 音频削波时峰值电流:
    方程式 2. I _ p e a k _ c l i p p i n g ≈ P V D D × ( 1 - θ ) / ( F s w × L )
  3. 正常播放时,输出最大功率对应的电感峰值电流:
    方程式 3. I _ p e a k _ o u t p u t _ p o w e r ≈ √ ( 2 × M a x _ O u t p u t _ P o w e r / R _ s p e a k e r _ l o a d )

    电感饱和电流必须大于等于三种场景中的最大值,才能保证系统在任何工况下安全运行。

    方程式 4. I _ S A T ≥ M A X ( I _ p e a k _ p o w e r _ u p , I _ p e a k _ c l i p p i n g , I _ p e a k _ o u t p u t _ p o w e r )

在芯片手册一般都会有关于电感参数选型的详细要求,请严格按照手册进行选型或者联系TI FAE进行设计。

除了电感的参数选取不合理导致的异常OCP问题,SW节点noise过大,也有可能导致电流异常,导致出现异常的OCP,图 2-2 为正常情况下SW点电压波形,其中,CH1为fault引脚波形,CH2为SW点电压波形,CH4为电感电流波形,可以看出在正常工作条件下,SW脚的电压过冲很小,此时芯片内部检测到的电流更加接近真实的电感电流。

 正常情况下SW点电压波形 图 2-2 正常情况下SW点电压波形

图 2-3 所示为noise过大情况下的SW点电压波形,其中CH2/CH3为左右通道SW点对地电压波形,可以看出noise过大导致电压上升周期存在较大的过冲,从而导致芯片内部检测的瞬时电流过大从而触发OCP,fault电平拉低,芯片报错;常见的硬件方案是可以在板端预留RC吸收网络,从而减小SW节点的电压过冲,优化OCP问题。除此之外,部分物料还会有寄存器可以调节slew rate, 也可以从软件层面进行优化。

 SW 节点noise导致电流过冲触发OCP 图 2-3 SW 节点noise导致电流过冲触发OCP