ZHCT998 November 2025 INA180-Q1 , TAS5431-Q1
使用 TAS5431-Q1 实现 RTD 后,还需要查看另外两个设计注意事项。第一种是故障恢复。当发生故障时,D 类放大器应保护自身和任何连接的电路免受损坏,同时还应进行故障诊断。故障消除后,器件应立即检测故障是否已消除并继续播放音频(如果正在对输入端施加音频)。TAS5431-Q1 经由无限期重复持续运行其 229ms 诊断周期来实现故障恢复。故障消除后,诊断周期确定不再存在故障并允许输出级正常运行。有关这方面的更多详细信息,请参阅 TAS5431-Q1 数据表的第 7.3.5.1 节“负载诊断序列”。实现 RTD 所需附加电路不会影响该器件从故障中恢复并立即播放音频的能力。
第二个考虑因素是:根据负载的总阻抗,D 类放大器可能难以检测正负输出短路情况。每个 D 类放大器都有一个阻抗阈值,在该阈值下,它将检测正输出和负输出的短接(短接的扬声器)。在给定的设计中,正负输出之间可能存在很大的阻抗、尤其是当扬声器附近发生短路时,该短路可能超过 D 类放大器的检测阈值。在车辆系统中,从 TCU 模块到扬声器(然后再回到 TCU 模块)的布线最长可达 10 至 12 米。图 8 显示了需要考虑的全部不同阻抗。
图 8 当正输出对负输出短路时,在扬声器附近出现时,需要考虑正输出和负输出之间的阻抗接下来,我们将回顾一个有关如何考虑系统中的各种阻抗并将它们与 TAS5431-Q1 检测阈值进行比较的示例分析。
我们可以先假设使用 12 米的 22AWG 外部布线(0.053Ω/米)总电阻 636mΩ,如公式 1 所示:
(1)
标准汽车连接器(如 Molex 34826-8160)为每个连接器指定了大约 20mΩ,这两个连接器总共指定了 40mΩ。
对于电感器,找到汽车级低直流电阻 (DCR) 电感器(例如 Cyntec 的 VAMV1009AA-220MM2)非常重要。每个线圈 22µH 电感器的最大值 56mΩ 乘以 2,总计 112mΩ。
最后,为电流检测电阻器添加 50mΩ 总共会得到正负输出之间的大约 838mΩ 电阻,不包括布线电阻。
根据 TAS5431-Q1 数据表,短路检测阈值规格为 900mΩ。因此,为了确保器件识别到正负输出之间的短路,两者之间的电阻必须小于 900mΩ。根据计算得出的总电阻 838mΩ,在 TAS5431-Q1 之前可能容易出现输出间短路的情况,大约存在 62mΩ 的布线阻抗。
要满足 900mΩ 规范要求,需要仔细进行印刷电路板设计和布线。您还可以微调设计的其他方面,例如使用“LC 滤波器设计”应用报告选择具有较低 DCR 的替代电感器,或最大限度地减小电流检测电阻值并选择具有较大增益设置的 INA180-Q1。