CS83702 单节锂电3.7V内置升压18W/2欧单声道音频功放IC解决方案

发布时间:2020-7-29 09:39    发布者:eechina
关键词: 单声道 , 音频功放 , CS83702
作者:深圳市永阜康科技有限公司

音响整机或者音频功放IC在有限的应用条件下把功率做大是产品提升性能以及竞争力的重要途径。从功率计算公式P=U2/R可知,音频功放提升功率两大途径:提高供电电压或降低喇叭阻抗。内置升压的单节锂电池3.7V供电音频功放在拉杆音箱以及便携式蓝牙小音箱上应用已非常广泛,采用2欧姆低阻抗喇叭在拉杆音箱上也很常见。当前电荷泵升压至6.3V上下/功率3~5W/4欧以及电感Boost升压至7V左右/功率6~8W/3欧较为常见。3.7V单节锂电内置升压音频功放如果升压值再往上提,尤其输出又支持2欧低阻抗喇叭时,面临很多挑战。升压值越高压差越大必然效率越低,喇叭阻抗越低音频驱动模块效率也越低,对内部驱动管要求也越高,再加上升压模块,音频模块都集成在一个芯片上,对芯片封装散热相应要求就更高。此时,整个芯片工作效率就格外重要。直接关乎到音频功放随温升性能指标下降或者芯片过温保护无法正常工作。另外,效率低等于对电池要求高,电池低电时愈明显,关系到电池保护板放电电流大小、电池容量、续航时间等。目前,应用于单喇叭音箱的3.7V单节锂电池保护板大多都是单MOS管/双MOS管或者放电电流3A~6A。因为电池是占整机成本很大比重,所以直接影响此类产品的音频功放选型以及普及度。

深圳市永阜康科技有限公司顺应拉杆音箱以及蓝牙小音箱市场音质功率升级的需求,推广一款单节锂电3.7V供电内置升压单声道音频功放IC-CS83702。CS83702单节锂电供电内置升压至8.7V,驱动2欧姆负载时,能连续输出18W功率,整体效率实测80%以上,输入电流小于6A,其电流限制功能可调节BOOST电感的峰值电流大小,从而适配不同的锂电池规格以及其他外围配置。该芯片高音清脆、低音有力、人声清晰、能明显提升3.7V单节锂电供电音箱产品的音质体验。        

CS83702实测效率曲线如下图所示:



CS83702采用目前最先进的流片工艺;以及自身成熟稳定的Boost升压,ClassD音频功放电路设计;设置8.7V升压黄金电压点;再加上独创的基于铜管技术+石墨烯散热材料的EQA封装。使得CS83702驱动4欧姆负载时效率高达90%/Po=10W/RL=4Ω/VBAT=3.7V;驱动低阻抗2欧姆负载时效率高达80%/Po=18W/RL=4Ω/VBAT=3.7V;持续输出18W功率,十分强悍。   

以下表格是跟普遍内置升压功放对比数据,一般ClassD音频功放8.7V供电驱动2Ω负载效率约75%,DC-DC升压从3.7V升压到8.7V效率约80%,整体效率是60%。而CS83702效率是81%,效率比普通内置升压功放高20%。从电池端电流看,同样的输出功率CS83702可以省电35%以上,驱动2Ω负载普通双MOS管电池即可满足要求;同样的6A输入电流,普通升压功放输出功率13.3W时,CS83702可以输出18W。同样的18W输出功率,普通升压功放需要输入电流8.1A,而CS83702只需6A输入电流。举例子:驱动4Ω负载时,同样的输出功率,原来用1800mAh电池换用1300mAh电池可以达到同样的播放时间。



CS83702效率高,功率大的同时,为了保证音质,在中小音量失真度THD也表现出色:THD+N≤0.026(f=1kHz/Po=1W/RL=4Ω/VBAT=3.7V)。



CS83702工作电压范围是2.7V~5.5V,采用EAQ16封装,尺寸大小与ESOP-8一致;针对不同的应用场合,不同的喇叭腔体需求,CS83702内置三种防破音模式可选、灵活方便;另外,扩频工作模式在整机EMI认证测试时变得很轻松;CS83702除了性能指标优秀、音质表现突出、应用简单灵活之外,还有着完善的保护机制,包括过流保护、过热保护、输出短路保护等,实测输出正负两端短路、输出对地短路、输出对电源短路保护功能准确无误。

CS83702应用特性

1. CS83702脚位图以及管脚说明



2. CS83702 应用原理图



3. CS83702DEMO板PCB顶层设计图



4. CS83702 DEMO板PCB底层设计图



5.CS83702 DEMO贴片图



6. CS83702 DEMO板物料清单



7. CS83702 DEMO板实物图



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