ＡＤ１９９０／９２／９４／９６?。念愐纛l功率放大器

毛興武　苗本秀

AD1990、AD1992、AD1994和AD1996是美國(guó)模擬器件公司生產(chǎn)的帶有集成立體聲∑△調(diào)制器的兩通道橋接負(fù)載（BTL）開關(guān)型音頻功率放大器芯片。AD1990、AD1992、AD1994和AD1996在立體聲（或單聲道）應(yīng)用中，輸出功率分別為5W×2（或10W×1）、10W×2（或20W×1）、25W×2（或50W×1）和40W×2（或80W×1）。AD1990/92/94/96的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括平板電視機(jī)、汽車音響、PC音頻系統(tǒng)等。

內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能

AD1990/92/94/96芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

AD1990/92/94和AD1996分別采用64引腳LFCSP和36引腳PSOP封裝，其中64引腳LFCSP封裝的引腳排列如圖2所示。

表1為AD1990/92/94/96的引腳功能。

主要性能與特點(diǎn)

AD1990/92/94/96采用低成本DMOS工藝制作，具有以下幾方面的性能與特點(diǎn)：（1）集成了帶有立體聲∑△調(diào)制器的功率級(jí)，∑△調(diào)制器接受1Vrms的輸入信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)開關(guān)信號(hào)去直接驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器，功率級(jí)由4對(duì)MOSFET組成兩個(gè)H橋，每個(gè)MOSFET的導(dǎo)通態(tài)電阻RDS（ON）<0.3Ω；（2）一個(gè)數(shù)字和微控制器兼容接口提供復(fù)位、靜音、PGA增益及過熱與過電流輸出信號(hào)控制；（3）內(nèi)置靜音和咔嗒聲抑制電路；（4）提供短路、過熱和過電流保護(hù)；（5）輸出級(jí)電源電壓PVDD范圍為8~20V，模擬與數(shù)字電源電壓AVDD/DVDD均為5V；（6）THD+N可低至0.005%，動(dòng)態(tài)范圍（DNR）達(dá)102dB，信噪比（SNR）≥102dB，效率（η）達(dá)84%；（7）四種芯片輸出功率范圍為10~80W。

應(yīng)用電路

AD1990/92/94/96在立體聲應(yīng)用中的電路如圖3所示。

左/右通道的模擬信號(hào)（峰值約為1.25V）分別從IC的AINL和AINR腳輸入。IC內(nèi)部放大器將輸入信號(hào)偏置到參考電平。

AD1990/92/94/96應(yīng)由256fs（fs為采樣率）的時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)。連接在腳CLKI與CLKO之間的晶體（XTAL）用作時(shí)鐘源。

為使IC正常工作并避免可能的閉鎖，應(yīng)該在腳和保持低電平時(shí)加電。一旦電源電壓穩(wěn)定，可以使腳為高電平，腳為高電平。

AD1990/92/94/96每個(gè)通道的輸出級(jí)是一個(gè)H橋電路，如圖4所示。

在H橋（即全橋）配置中，當(dāng)一個(gè)對(duì)角線上的兩只MOSFET導(dǎo)通時(shí)，另一個(gè)對(duì)角線上的兩只MOSFET截止。IC輸出腳（OUTx+和OUTx-）外部連接的肖特基二極管（D1、D2和D3、D4），用作減小高端和低端MOSFET之間非交疊（即死區(qū)）時(shí)間期間的功率損耗。

IC腳NFx+及NFx-上的電阻分壓器（R1與R2及R3與R4）用作設(shè)置芯片內(nèi)部調(diào)制器增益（Gain）,Gain=（R1+R2）/R2=(R3+R4)/R4。

調(diào)制器增益的選擇，應(yīng)保證在1Vrms的輸入信號(hào)下，輸出信號(hào)峰-峰值不超過0.9PVDD。

AD1990/92/94/96內(nèi)的PGA有4種不同的增益設(shè)置，具體數(shù)值如表2所列。

當(dāng)芯片結(jié)溫超過130℃時(shí)，在腳上輸出熱告警信號(hào)。當(dāng)芯片溫度達(dá)150℃以上時(shí)，芯片被關(guān)閉。如果結(jié)溫降至120℃以下，IC恢復(fù)正常工作。

IC的過電流保護(hù)門限電平為4A。只要通過MOSFET的電流超過4A，IC將進(jìn)入靜音模式，并在腳上產(chǎn)生輸出。一旦IC復(fù)位，將恢復(fù)正常工作。

AD1990/92/94/96單聲道配置如圖5所示。