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ZHDU137 June 2026

3.7 设计参数

表 3-5 显示音频系统中扬声器的数量和平均功率。k 是根据表 3-5 选择的。

表 3-3 扬声器的数量和平均功率

扬声器类型	平均功耗	数量	k
低音扬声器	150W	2	2
中音扬声器	80W	2	1.5
高音扬声器	40W	4	1

音频放大器的峰值功率 P_t 可通过以下公式得出：

方程式 35.

P_{t} = 150 W \cdot 2 \cdot 2 + 80 W \cdot 2 \cdot 1.5 + 40 W \cdot 4 \cdot 1 = 1 k W

已知 4Ω 低音扬声器的平均功率为 150W，可通过方程式 3 得出低音扬声器两端的最大电压 V_ao，

方程式 36.

V_{a o} = \sqrt{2 R_{s p} P_{a_a v g}} = 34.6 V

低音扬声器峰值电流 I_ao 可由以下公式得出：

方程式 37.

I_{a o} = \frac{V_{a o}}{R_{s p}} = 8.7 A

V_s 可以由以下公式得出：

方程式 38.

V_{s} = I_{a o} R_{s} = 2.2 V

假设 V_{out_pp} = 2V，则最小输出电容可通过以下公式得出：

方程式 39.

C_{o u t} = I_{a i} ∙ \frac{5 L_{e q} I_{i n_m a x}}{V_{i n_m i n} V_{o u t_p p}} = 1060 µ F

其中 I_ai 是最坏情况下的音频放大器总输入电流，通过 P_t / V_ao 估算。

由于成本低且单位体积电容密度高，优先选用铝电解电容器。考虑低温下电容器的降额特性，选用 6 颗 330µF 电解电容器。

陶瓷电容器是必需的，用于承受电流纹波并降低开关频率下的电压纹波。使用 18 颗 10µF 和 8 颗 0.1µF 陶瓷电容器。根据“垂直环路”概念，将 0.1µF 陶瓷电容器放置在靠近 MOSFET 的位置。有关更多详细信息，请参阅《通过优化的功率级布局免费提高大电流直流/直流稳压器 EMI 性能》。

根据方程式 17，考虑 2% 的稳态误差和 2% 的输出电压容差，电压裕度需大于 4.8V。选择 40V 作为最大输出电压。选择 9V 作为最小输出电压。当所需输出电压低于输入电压时，升压电路进入旁路模式，以进一步提升轻载效率。