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  • TPA6404-Q1 具有负载突降保护与 I2C 诊断功能的 45W 2MHz 模拟输入四个通道车用 D 类音频放大器

    • ZHCSHH7B January   2018  – January 2025 TPA6404-Q1

      PRODUCTION DATA  

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  • TPA6404-Q1 具有负载突降保护与 I2C 诊断功能的 45W 2MHz 模拟输入四个通道车用 D 类音频放大器
  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 引脚配置和功能
  6. 5 规格
    1. 5.1 绝对最大额定值
    2. 5.2 ESD 等级
    3. 5.3 建议运行条件
    4. 5.4 热性能信息
    5. 5.5 电气特性
    6. 5.6 典型特性
  7. 6 参数测量信息
  8. 7 详细说明
    1. 7.1 概述
    2. 7.2 功能方框图
    3. 7.3 特性说明
      1. 7.3.1 差分模拟输入
      2. 7.3.2 增益控制与交流耦合
      3. 7.3.3 高频脉宽调制器 (PWM)
      4. 7.3.4 栅极驱动
      5. 7.3.5 功率 FET
      6. 7.3.6 负载诊断
        1. 7.3.6.1 直流负载诊断
          1. 7.3.6.1.1 自动直流负载诊断
          2. 7.3.6.1.2 I2C 控制型直流负载诊断
        2. 7.3.6.2 线路输出诊断
        3. 7.3.6.3 交流负载诊断
          1. 7.3.6.3.1 阻抗相位参考测量
          2. 7.3.6.3.2 阻抗相位测量
          3. 7.3.6.3.3 阻抗幅度测量
      7. 7.3.7 保护和监控
        1. 7.3.7.1 过流限值（ILIMIT）
        2. 7.3.7.2 过流关断（ISD）
        3. 7.3.7.3 直流检测
        4. 7.3.7.4 削波检测
        5. 7.3.7.5 全局过热警告（OTW）、过热关断（OTSD）以及热折返（TFB）
        6. 7.3.7.6 通道过热警告 [OTW(i)] 与关断 [OTSD(i)]
        7. 7.3.7.7 热折返
        8. 7.3.7.8 欠压 (UV) 和上电复位 (POR)
        9. 7.3.7.9 过压（OV）与负载突降
      8. 7.3.8 电源
        1. 7.3.8.1 电源序列
      9. 7.3.9 硬件控制引脚
        1. 7.3.9.1 FAULT
        2. 7.3.9.2 WARN
        3. 7.3.9.3 MUTE
        4. 7.3.9.4 STANDBY
    4. 7.4 器件功能模式
      1. 7.4.1 工作模式和故障
    5. 7.5 编程
      1. 7.5.1 I2C 串行通信总线
      2. 7.5.2 I2C 总线协议
      3. 7.5.3 随机写入
      4. 7.5.4 顺序写入
      5. 7.5.5 随机读取
      6. 7.5.6 顺序读取
  9. 8 寄存器
    1. 8.1 寄存器映射
      1. 8.1.1  模式控制寄存器（地址 = 0x00）[默认值 = 0x00]
      2. 8.1.2  其他控制 1 寄存器（地址 = 0x01）[默认值 = 0x32]
      3. 8.1.3  其他控制 2 寄存器（地址 = 0x02）[默认值 = 0x62]
      4. 8.1.4  通道状态控制寄存器（地址 = 0x04）[默认值 = 0x55]
      5. 8.1.5  直流负载诊断控制 1 寄存器（地址 = 0x09）[默认值 = 0x00]
      6. 8.1.6  直流负载诊断控制 2 寄存器（地址 = 0x0A）[默认值 = 0x11]
      7. 8.1.7  直流负载诊断控制 3 寄存器（地址 = 0x0B）[默认值 = 0x11]
      8. 8.1.8  直流负载诊断报告 1 寄存器（地址 = 0x0C）[默认值 = 0x00]
      9. 8.1.9  直流负载诊断报告 2 寄存器（地址 = 0x0D）[默认值 = 0x00]
      10. 8.1.10 直流负载诊断报告 3（线路输出）寄存器（地址=0x0E）[默认值=0x00]
      11. 8.1.11 通道状态报告寄存器（地址 = 0x0F）[默认值 = 0x55]
      12. 8.1.12 通道故障（过流，直流检测）寄存器（地址=0x10）[默认值=0x00]
      13. 8.1.13 全局故障 1 寄存器（地址 = 0x11）[默认值 = 0x00]
      14. 8.1.14 全局故障 2 寄存器（地址 = 0x12）[默认值 = 0x00]
      15. 8.1.15 警告寄存器（地址 = 0x13）[默认值 = 0x20]
      16. 8.1.16 引脚控制寄存器（地址 = 0x14）[默认值 = 0x00]
      17. 8.1.17 交流负载诊断控制 1 寄存器（地址 = 0x15）[默认值 = 0x00]
      18. 8.1.18 交流负载诊断控制 2 寄存器（地址 = 0x16）[默认值 = 0x00]
      19. 8.1.19 交流负载诊断报告通道 1（通道 4 至通道 ）寄存器（地址=0x17–0x1A）[默认值=0x00]
      20. 8.1.20 交流负载诊断报告相位高电平寄存器（地址=0x1B）[默认值=0x00]
      21. 8.1.21 交流负载诊断报告相位低电平寄存器（地址=0x1C）[默认值=0x00]
      22. 8.1.22 交流负载诊断报告 STI 高电平寄存器（地址=0x1D）[默认值=0x00]
      23. 8.1.23 交流负载诊断报告 STI 低电平寄存器（地址=0x1E）[默认值=0x00]
      24. 8.1.24 其他控制 3 寄存器（地址 = 0x21）[默认值 = 0x00]
      25. 8.1.25 削波控制寄存器（地址 = 0x22）[默认值 = 0x01]
      26. 8.1.26 削波警告寄存器（地址 = 0x24）[默认值 = 0x00]
      27. 8.1.27 电流限值状态寄存器（地址=0x25）[默认值=0x00]
      28. 8.1.28 故障与警告引脚控制寄存器（地址=0x27）[默认值=0x7F]
      29. 8.1.29 热折返控制寄存器（地址=0x28）[默认值=0x00]
      30. 8.1.30 交流诊断频率控制寄存器（地址=0x2A）[默认值=0x32]
      31. 8.1.31 同步引脚控制寄存器（地址=0x2B）[默认值=0x02]
  10. 9 应用和实施
    1. 9.1 应用信息
      1. 9.1.1 AM 无线电回避
      2. 9.1.2 并行 BTL 运行 (PBTL)
      3. 9.1.3 重构滤波器设计
      4. 9.1.4 线路驱动器应用
    2. 9.2 典型应用
      1. 9.2.1 BTL 应用
        1. 9.2.1.1 设计要求
        2. 9.2.1.2 详细设计过程
          1. 9.2.1.2.1 硬件设计
          2. 9.2.1.2.2 自举电容器
          3. 9.2.1.2.3 输出重构滤波器
        3. 9.2.1.3 应用曲线
        4. 9.2.1.4 PBTL 应用
          1. 9.2.1.4.1 设计要求
          2. 9.2.1.4.2 详细设计过程
            1. 9.2.1.4.2.1 硬件设计
          3. 9.2.1.4.3 应用曲线
    3. 9.3 电源相关建议
    4. 9.4 布局
      1. 9.4.1 布局指南
        1. 9.4.1.1 散热焊盘和散热器的电气连接
        2. 9.4.1.2 EMI 注意事项
        3. 9.4.1.3 一般注意事项
      2. 9.4.2 布局示例
      3. 9.4.3 散热注意事项
  11. 10器件和文档支持
    1. 10.1 文档支持
      1. 10.1.1 相关文档
    2. 10.2 接收文档更新通知
    3. 10.3 静电放电警告
    4. 10.4 术语表
    5. 10.5 支持资源
    6. 10.6 商标
  12. 11修订历史记录
  13. 12机械、封装和可订购信息
    1. 12.1 封装选项附录
      1. 12.1.1 封装信息
      2. 12.1.2 卷带包装信息
  14. 重要声明
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Data Sheet

TPA6404-Q1 具有负载突降保护与 I2C 诊断功能的 45W 2MHz 模拟输入四个通道车用 D 类音频放大器

本资源的原文使用英文撰写。 为方便起见，TI 提供了译文；由于翻译过程中可能使用了自动化工具，TI 不保证译文的准确性。 为确认准确性，请务必访问 ti.com 参考最新的英文版本（控制文档）。

下载最新的英语版本

1 特性

  • 高级负载诊断
    • 交流诊断功能，可通过阻抗与相位响应实现高频扬声器检测
    • 集成正弦波发生器
  • 轻松满足 CISPR25-L5 电磁兼容性规范
  • 符合面向汽车应用的 AEC-Q100 标准：
    • 温度等级 1：–40°C 至 125°C TA
    • 器件 HBM ESD 分类等级：3A
    • 器件 CDM ESD 分类等级：C4B
  • 音频输入
    • 四通道差分模拟输入
    • 四个 I2C 控制的增益选项
    • 适用于低值交流耦合电容器的高输入阻抗
  • 音频输出
    • 四个通道桥式负载（BTL），可选并联 BTL（PBTL）
    • 高达 2.1MHz 的输出开关频率
    • 14.4V 时，为 4Ω 负载提供 27W 10% 的总谐波失真，
    • 14.4V 时，为 2Ω 负载提供 45W 10% 的总谐波失真
    • 14.4V PBTL 时，为 1Ω 负载提供 85W 10% 的总谐波失真，
  • 14.4V，1kHz 时，4Ω 负载的音频性能
    • THD+N＜0.01%
    • 42µVRMS 输出噪声
    • -90dB 串扰
  • 负载诊断
    • 输出开路与短路负载
    • 输出对电池短路或对地短路
    • 线路输出检测高达 6kΩ
    • 无需输入时钟即可运行
  • 保护
    • 输出电流限制
    • 输出短路保护
    • 40V 负载突降
    • 偶然接地开路与电源容错
    • 直流失调电压
    • 在温度范围内
    • 欠压和过压
  • 常规运行
    • 4.5V 至 18V 的电源电压
    • I2C 控制，具有 4 个地址选项
    • 削波检测与热折返

2 应用

  • 汽车音响主机
  • 汽车外部放大器模块

3 说明

TPA6404-Q1 器件是一款采用 2.1MHz PWM 开关频率的四通道模拟输入 D 类音频放大器，能够以非常小的 PCB 尺寸（4.5cm2）实现已进行成本优化的解决方案，可以在低至 4.5V 的电压下全面运行启动/停止事件，并且能够在高达 100kHz 的音频带宽下提供出色音质。

TPA6404-Q1 D 类音频放大器采用可用于入门级汽车音响主机的最佳设计，能够作为系统设计的一部分，提供模拟音频输入信号。

相较传统的线性放大器解决方案，D 类拓扑结构能够显著提高效率。

输出开关频率可以高于 AM 频带（能够消除 AM 频带干扰，降低输出滤波器尺寸与成本）。

该器件采用带外露散热焊盘的 56 引脚 HSSOP 封装。

器件信息
器件型号封装(1)封装尺寸（标称值）
TPA6404-Q1HSSOP (56)18.41mm × 7.49mm
(1) 如需了解所有可用封装，请参阅数据表末尾的可订购产品附录。
TPA6404-Q1 方框图方框图

4 引脚配置和功能

TPA6404-Q1 DKQ 封装56 引脚 HSSOP（带有外露散热焊盘）俯视图图 4-1 DKQ 封装56 引脚 HSSOP（带有外露散热焊盘）俯视图
表 4-1 引脚功能
引脚类型(1)说明
名称编号
AVDD5PWR电压稳压器旁路。在 AVDD 与 AVSS 之间连接一个 1µF 电容器
AVSS4PWRAVDD 旁路电容器回路
BST_1M31PWR高侧栅极驱动器的自举电容器连接引脚
BST_1P35PWR高侧栅极驱动器的自举电容器连接引脚
BST_2M37PWR高侧栅极驱动器的自举电容器连接引脚
BST_2P41PWR高侧栅极驱动器的自举电容器连接引脚
BST_3M44PWR高侧栅极驱动器的自举电容器连接引脚
BST_3P48PWR高侧栅极驱动器的自举电容器连接引脚
BST_4M50PWR高侧栅极驱动器的自举电容器连接引脚
BST_4P54PWR高侧栅极驱动器的自举电容器连接引脚
DVDD18PWRDVDD 电源输入。在 DVDD 与 DVSS 之间连接一个 1µF 电容器
DVSS17GNDDVDD 接地基准
FAULT26DO报告故障（低电平有效，漏极开路），100-kΩ 内部上拉电阻器
GND1、8、28、33、36、39、46、49、52GND接地
GVDD_346PWR通道 3 与通道 4 的栅极驱动稳压器，源自 VBAT 输入引脚。将 2.2µF 电容器连接至 GND
GVDD_127PWR通道 1 与通道 2 的栅极驱动稳压器，源自 VBAT 输入引脚。将 2.2µF 电容器连接至 GND
I2C_ADDR022DII2C 地址引脚。请参阅表 7-7
I2C_ADDR123
IN_1M16AI通道负输出
IN_1P15AI通道正输出
IN_2M14AI通道负输出
IN_2P13AI通道正输出
IN_3M12AI通道负输出
IN_3P11AI通道正输出
IN_4M10AI通道负输出
IN_4P9AI通道正输出
MUTE25DI将器件输出静音（低电平有效），100kΩ 内部下拉电阻器
OUT_1M32否通道的负输出
OUT_1P34PO通道的正输出
OUT_2M38否通道的负输出
OUT_2P40PO通道的正输出
OUT_3M45否通道的负输出
OUT_3P47PO通道的正输出
OUT_4M51否通道的负输出
OUT_4P53PO通道的正输出
PVDD2、29、30、42、43、55、56PWRPVDD 电压输入（可连接至电池）
SCL20DII2C 时钟输入
SDA21DI/OI2C 数据输入和输出
STANDBY24DI启用低功耗待机状态（低电平有效），1MΩ 内部下拉电阻器
SYNC19DI/O同步时钟输入或输出
VBAT3PWR电池电压输入
WARN27DO削波与过热警告（低电平有效、漏极开路），100kΩ 内部上拉电阻器
散热焊盘—GND为器件提供电气与热连接。散热器必须连接到 GND。
(1) AI=模拟输入，GND=接地，PWR=电源，PO=正输出，NO=负输出，DI=数字输入，DO=数字输出，DI/O=数字输入与输出，NC=无连接

5 规格

5.1 绝对最大额定值

在自然通风条件下的工作温度范围内测得（除非另有说明）(1)
最小值 最大值 单位
PVDD、VBAT 相对于 GND 的直流电源电压范围 -0.3 30 V
VMAX 瞬态电源电压范围 - PVDD，VBAT t ≤ 400ms 暴露 -1 40
VRAMP 电源电压斜坡速率 - PVDD、VBAT 75 V/ms
VIN 音频差分输入引脚：IN_xP，IN_xM -0.3 6.5 V
DVDD 相对于 GND 的直流电源电压范围 -0.3 3.5 V
IMAX 每个引脚的最大电流（PVDD，VBAT，Out xP，Out xM，GND） ±8 A
IMAX_PULSED 每个 PVDD 引脚的脉冲电源电流（单次触发） t < 100 ms ±12
VLOGIC 逻辑引脚输入电压（SCL，SDA，静音，待机，I2C ADDRx） -0.3 DVDD + 0.5 V
VGND GND 引脚之间的最大电压 ±0.3
TJ 最大工作结温范围 -55 150 °C
Tstg 贮存温度范围 -55 150
(1) 超出“绝对最大额定值”运行可能会对器件造成永久损坏。绝对最大额定值并不表示器件在这些条件下或在建议运行条件以外的任何其他条件下能够正常运行。如果超出“建议运行条件”但在“绝对最大额定值”范围内使用，器件可能不会完全正常运行，这可能影响器件的可靠性、功能和性能并缩短器件寿命。

 
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