在多通道设计中,独立驱动每一条通道都会消耗更多的功率、更多的元件,并占用更大的电路板空间。结果导致温度相关设计复杂化,并且在更高的成本下声音质量和可靠性却较低。
因此,为尽可能减少高性能多通道音频系统的功耗和简化相关的温度管理,设计工程师一直希望借助能在宽输出功率水平范围下提供超过90%效率的高效D类音频放大器。相比之下,适用于这个市场的传统AB类放大器其效率只有50%左右,且效率会随着输出功率水平下降而快速下滑。同样地,工程师还不断研究集 成式IC的效能,以减少元件数目和电路板面积。
不论是汽车娱乐还是家庭影院系统市场,消费者始终要求有更多的通道和扬声器,每个通道还要能够处理更高的音频功率水平。除了更高的瓦特数,音响发烧友还不断要求改善声音质量,减少失真和噪声,以及通道之间出色的隔离效果。
4通道驱动器
国际整流器公司(IR)根据这种需求,把先进DirectFET功率MOSFET与创新的集成音频驱动器结合,开发出一种4通道D类音频放大器设 计,其性能可与单通道解决方案相媲美。为达到这个目标,电路采用了集成式音频驱动器IRS2093M,该器件将4个高压功率MOSFET驱动器的通道整合 到同一块芯片上。此外,这款200V的器件包含专为半桥拓朴中的D类音频放大器应用而设计的片上误差放大器、模拟PWM调制器、可编程预置死区时间以及可 靠的保护功能(图1) 。除了可以防止功率MOSFET出现直通电流和电流冲击,可编程预置死区时间还实现了功率和通道数量可扩展的功率设计。这些保护功能包括带有自动复位控制 功能的过流保护(OCP)和欠压闭锁(UVLO)保护。
为了在不同通道之间实现一流的隔离,音频驱动器部署了已获肯定的高压结隔离技术和采用Gen 5 HVIC工艺的浮动栅极驱动器。这样就在裸片上实现了良好的内部信号隔离,这使得电路可以同时处理更多通道的信号,从而把每个通道的基本噪音保持在非常低 的水平,同时尽可能减小了通道之间的串扰。