Новости PCB - задача проектирования мощного цифрового усилителя

The design challenges of high-power digital amplifiers include:
1) SMPS issues, including topology and high flow design issues;
2) Important components in SMPS and high-flow signal paths must be correctly designated to handle higher power and current;
3) Printed circuit board (PCB) design issues, including signal line width and electromagnetic interference (EMI).

SMPS problem
Вообще говоря, stereo or multi-channel products that can reach 300 W per channel need to be able to continuously reach 600 W in order to comply with the regulations set by the Federal Trade Commission (FTC) today. по правилам ФТК, the left and right channels must continue to exert full power for five minutes before the manufacturer can claim this power as the rated power. Since Switch Mode Power Supply (SMPS) is currently the most commonly used power supply technology for digital amplifiers, Это требует, чтобы питание переключателя обеспечивало 600 ватт мощностью не менее 5 минут.. с точки зрения теплоотвода, five minutes is a relatively long time. На самом деле, the SMPS must be able to continuously achieve this power. за эту высокую мощность, it is generally recommended to use push-pull, полумост или полный мост.
As for low-power SMPS designs (less than 200 W), наиболее часто используется обратная топология. This article does not elaborate on why push-pull or half-bridge SMPS is suitable for high power levels, сорт. The following only provides a brief description. напротив, SMPS, only a part of the transformer magnetic B-H curve (see Figure 1) is used. Кроме того, the reverse SMPS has a simpler structure and lower cost.

Потому что большой ток в силовых переключателях будет генерировать в трансформаторах переключателя очень большой магнитный поток, the use of the entire B-H hysteresis loop curve can reduce the loss of the magnetic core. двухтактная или полумостовая топология может увеличить мощность переключателя питания, however, возрастает также сложность и стоимость проектирования.
In addition, чтобы получить большую мощность и большой ток, необходимо заменить компоненты, используемые в переключателе питания. Необходимо также расширить трансформаторы питания для обработки большой мощности и тока. вход переменного тока 220 вольт, the peak current of 600 W SMPS can reach 15 amps. For 110 VAC designs (90 VAC to 136 VAC), it is recommended to use a voltage doubler or power factor correction (PFC) after the filter, Потому что для выключения электропитания 600W входное напряжение от 90VAC до 136VAC, the input current will quite big. компоненты, нуждающиеся в тщательном контроле, включают Конденсаторы для выпрямителей с главной входной линией AC - DC и Конденсаторы для устранения напряжения текстуры DC. In addition, входной фильтр схемы EMI должен также поддерживать увеличение мощности нагрузки.
Потому что дизайн этих источников достаточно сложен и требует специальных знаний, it is generally recommended to use the existing SMPS power supplies.
Audio signal path components
There are other considerations when designing for higher ripple current. например, according to the circuit shown in Figure 2, when the H-bridge voltage (PVDD) is 50V, использовать миниатюрные датчики, and the switching frequency is 384 kHz, в системе, использующей TAS5261, поток текстуры может достигать 1.6 amperes. Это означает, что выходная индуктивность и емкость в LC фильтре и конденсаторе PVDD должны быть способны обрабатывать ток нагрузки и жилые волны. The presence of high current in the filter inductance also means that the inductor must have a fairly low DC resistance (less than 25 milliohms recommended). Однако, even if the resistance is quite low, индуктивность фильтра будет страдать от потерь I2R. The inductor must be able to respond to the resulting temperature rise, особенно основные материалы. The TAS5261 reference design includes a table of materials and a specific inductor part number.

PCB design issues
The PCB signal lines of the high current amplifier and SMPS must have the minimum resistance in order to minimize the I2R loss. Generally speaking, this means that 2 ounces of copper should be used and the signal lines should be as wide as possible. На диаграмме 3 показана линия сигнала, разработанная для справок TAS5261 панель PCB. In order to minimize the problems of EMI and audio performance, Вам следует как можно, and apply this configuration to the high-voltage/уровень мощности на конце. The high-power signal line is located on the right side of the integrated circuit (IC) on the top layer (as indicated by the arrow). На рисунке 3 показано также конфигурация PCB для стандартного дизайна TAS5261.

The new high-wattage power stage of digital amplifiers helps to develop more diversified products and applications. концепция, изложенная в настоящем документе, поможет преодолеть основные проблемы, связанные с проектированием большой мощности.