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CLASS AB/D Switchable Power Amplifier

LTK5128D

    LTK5128D是一款5W、單聲道AB類/D類工作模式切換功能、超低EMI、無需濾波器的音頻功率放大芯片。
    LTK5128D通過一個(gè)MODE管腳可以方便地切換為AB類模式，完全消除EMI干擾。
    LTK5128D采用ESOP-8封裝。
    LTK5128D概述:
        LTK5128D是一款5W、單聲道AB類/D類工作模式切換功能、超低EMI、無需濾波器的音頻功率放大芯片。
       LTK5128D通過一個(gè)MODE管腳可以方便地切換為AB類模式，完全消除EMI干擾。工作電壓2.5V-5.5V，在D類放大器模式下可以提供高于90%的效率，新型的無濾波器結(jié)構(gòu)可以省去傳統(tǒng)D類放大器的輸?shù)屯V波器，從而節(jié)省了系統(tǒng)成本和PCB空間，是便攜式應(yīng)用的理想選擇。
       LTK5128D采用獨(dú)有的DRC（Dynamic range control）技術(shù)，降低了大功率輸出時(shí)，由于波形切頂帶來的失真，相比同類產(chǎn)品，動態(tài)反應(yīng)更加出色。
       LTK5128D采用ESOP-8封裝。
    無濾波的 D 類/AB 類放大器、低靜態(tài)電流和低 EMI
    FM 模式無干擾
    優(yōu)異的爆破聲抑制電路
    低底噪、低失真
     DRC 動態(tài)失真矯正電路
    10% THD+N，VDD=5V，4Ω 負(fù)載下，提供
    高達(dá) 3W 的輸出功率
    10% THD+N，VDD=5V，2Ω 負(fù)載下，提供
    高達(dá) 5W 的輸出功率
    短路電流保護(hù)
    欠壓保護(hù)
    關(guān)斷電流 < 0.5uA
    多種功率封裝模式： ESOP-8
    過熱保護(hù)


    LTK5128D應(yīng)用:
    藍(lán)牙音箱
    拉桿音箱、USB 音響
    視頻機(jī)、擴(kuò)音器等

    LTK5128D典型應(yīng)用電路:


    LTK5128D管腳說明
    No. 管腳名稱 IO 功     能
    1 SD I 關(guān)斷控制，高電平有效
    2 BYP IO 內(nèi)部共模參考電壓
     3 MODE I 高電平D類，低電平AB類，默認(rèn)是AB類
    4 IN I 模擬輸入端，反相
    5 VON O 模擬輸出端負(fù)極
    6 VDD IO 電源
    7 GND IO 電源地
    8 VOP O 模擬輸出正極
     
    LTK5128D最大額定值（TA=25℃）
    參數(shù)名稱 符號 數(shù)值 單位
    工作電壓 Vcc 6.0 V
    存儲溫度 Tstg -65℃-150℃ ℃
    輸入電壓 -0.3 to +（0.3+ Vcc） V
    功率消耗 PD 見附注1 W
    結(jié)溫度 160℃ ℃
    附注1：最大功耗取決于三個(gè)因素：TJMAX，TA，θJA，它的計(jì)算公式PDMAX=（TJMAX-TA）/θJA，LTK5128D的TJMA=150℃。TA為外部環(huán)境的溫度，θJA取決于不同的封裝形式。

    LTK5128D電氣參數(shù)
    一、LTK5128D CLASS D 模式
    1）LTK5128D 靜態(tài)電氣參數(shù)
    MODE=VDD， ClassD 模式，VDD=5V，TA=25℃的條件下：
    信號 參數(shù) 測試條件 最小值 典型值 最大值 單位
    VDD 電源電壓 2.5 5 5.5 V
    IDD 靜態(tài)電源電流 MODE=VDD；VDD=5V，IO=0A 2 5 8 mA
    ISHDN 關(guān)斷電流 VDD=2.5V 到 5.5V 1 uA
    FSW 振蕩頻率 VDD=2.5V 到 5.5V 480 kHz
    Vos 輸出失調(diào)電壓 VDD=5V，VIN=0V 10 mV
    η 效率   THD+N=10%, f=1kHz,RL=2Ω； 87 %
    THD+N=10%, f=1kHz,RL=4Ω； 90
    OTP 過溫保護(hù) 155 ℃
    RDSON 靜態(tài)導(dǎo)通電阻 IDS=0.5A  VGS=5V P_MOSFET 180 mΩ
    N_MOSFET 140
     
    2）動態(tài)電氣參數(shù)
     MODE=VDD， ClassD 模式，VDD=5V，TA=25℃的條件下：
    信號 參數(shù) 測試條件 最小值 典型值 最大值 單位
     
     
    Po    		  
     
     
    輸出功率    		 THD+N=10%, f=1kHz
    RL=4Ω；    		 VDD=5V 2.9  
    W
    VDD=3.6V 2.3
    VDD=3V 1.3
    THD+N=1%, f=1kHz
    RL=4Ω；    		 VDD=5V 2.5  
    W
    VDD=3.6V 1.6
    VDD=3V 0.8
    THD+N=10%, f=1kHz
    RL=2Ω；    		 VDD=5V 4.9 5.5  
    W
    VDD=3.6V 3.2 3.5
    VDD=3V 2.3 2.6
    THD+N=1%, f=1kHz
    RL=2Ω；    		 VDD=5V 4.6 4.8  
    W
    VDD=3.6V 2.8 3
    VDD=3V 1.4 1.5
    THD+N 總諧波失真加噪聲 VDD=5V Po=0.6W, RL=8Ω f=1kHz 0.12  
    %
    VDD=3.6V Po=0.6W, RL=8Ω 0.1
    VDD=5V Po=1W,RL=4Ω f=1kHz 0.12
    VDD=3.6V Po=1W, RL=4Ω 0.1
    PSRR 電源電壓抑制比 VDD=5V, VRIPPLE=200mVRMS,
    RL=8Ω, CB=2.2µF    		 64 dB
    SNR 信噪比 VDD=5V, Vorms=1V, Gv=20dB 85 dB
     二、LTK5128D CLASS AB 模式（ESOP-8封裝）
    1）LTK5128D靜態(tài)電氣參數(shù)
    MODE=GND， ClassAB 模式，VDD=5V，TA=25℃的條件下：
    信號 參數(shù) 測試條件 最小值 典型值 最大值 單位
    VDD 電源電壓 2.5 5 5.5 V
    IDD 靜態(tài)電源電流 VDD=5V，IO=0A 6 10 14 mA
    ISHDN 關(guān)斷電流 VDD=2.5V 到 5.5V 1 uA
    Vos 輸出失調(diào)電壓 VDD=5V，VIN=0V 10 mV
    OTP 過溫保護(hù) 155 ℃
     2）LTK5128D動態(tài)電氣參數(shù)
     MODE=GND， ClassAB 模式，VDD=5V，TA=25℃的條件下：
    信號 參數(shù) 測試條件 最小值 典型值 最大值 單位
     
     
    Po    		  
     
     
    輸出功率    		 THD+N=10%, f=1kHz
    RL=4Ω；    		 VDD=5V 2.9  
    W
    VDD=3.6V 2
    VDD=3V 1.3
    THD+N=1%, f=1kHz
    RL=4Ω；    		 VDD=5V 2.6  
    W
    VDD=3.6V 1.6
    VDD=3V 0.8
    THD+N=10%, f=1kHz
    RL=2Ω；    		 VDD=5V 4.9 5.5  
    W
    VDD=3.6V 3.2 3.5
    VDD=3V 2.3 2.6
    THD+N=1%, f=1kHz
    RL=2Ω；    		 VDD=5V 4.5 4.6  
    W
    VDD=3.6V 2.7 2.9
    VDD=3V 1.4 1.5
    THD+N 總諧波失真加噪聲 VDD=5V Po=0.6W, RL=8Ω f=1kHz 0.18  
    %
    VDD=3.6V Po=0.6W, RL=8Ω 0.15
    VDD=5V Po=1W,RL=4Ω f=1kHz 0.15
    VDD=3.6V Po=1W, RL=4Ω 0.12
    PSRR 電源電壓抑制比 VDD=5V, VRIPPLE=200mVRMS,
    RL=8Ω, CB=2.2µF    		 69 dB
    SNR 信噪比 VDD=5V, Vorms=1V, Gv=20dB 82 dB
    LTK5128D 應(yīng)用信息
    LTK5128D驅(qū)動2Ω和4Ω負(fù)載時(shí)PCB 布局及補(bǔ)償調(diào)節(jié)考慮事項(xiàng)有阻抗的負(fù)載兩端加上交流電壓可產(chǎn)生功耗，負(fù)載的功耗隨運(yùn)算放大器輸出端和負(fù)載間的連線（PCB連線和金屬連線）而變化。連線產(chǎn)生的阻抗消耗是我們不想要的，比如，0.1Ω的連線阻抗可使4Ω負(fù)載的功率從2.1W減小到2.0W。當(dāng)負(fù)載阻抗減少時(shí)，負(fù)載功耗減少的問題更加加重。所以，為能得到高質(zhì)量的輸出功率和較寬的工作頻率，PCB中輸出端與負(fù)載的連接應(yīng)盡量寬。
    LTK5128D最大增益LTK5128D的增益由內(nèi)部電阻Rf 和Rs 以及外接電阻Ri決定，Rs=6.5kΩ，Rf=195kΩ；用戶可以外接 Ri 電阻，控制整體的增益。

    例如芯片外部串接一個(gè)20 kΩ，那么增益計(jì)算公式如下：

    輸入電阻盡量靠近LTK5128的輸入管腳，可以減小PCB板上噪聲的干擾。
     
    LTK5128D偏置電容
    模擬基準(zhǔn)準(zhǔn)旁路電容（CBYP）是最關(guān)鍵的電容并與幾個(gè)重要性能相關(guān)，在從關(guān)閉模擬啟動或復(fù)位時(shí)，CBYP決定了放大器開啟的速度。第二個(gè)功能是減少電源與輸出驅(qū)動信號耦合時(shí)制造的噪聲，這些噪聲來自于內(nèi)部模擬基準(zhǔn)或放大器等其它器件，降低了LTK5128D的PSRR和THD＋N性能。
    LTK5128D欠壓保護(hù)（UVLO）
    LTK5128D具有低電壓檢測電路，當(dāng)電源電壓下降到2.0V以下時(shí)，LTK5128關(guān)閉輸出，直到VDD≥2.2V時(shí)器件再次開啟回到正常狀態(tài)。
    LTK5128D電源去耦
    LTK5128D是高性能CMOS音頻放大器，需要足夠的電源退耦以保證輸出THD和PSRR盡可能小。電源的退耦需要兩個(gè)不同類型的電容來實(shí)現(xiàn)。為了更高的頻率響應(yīng)和減小噪聲，一個(gè)適當(dāng)?shù)刃Т?lián)電阻（ESR）的陶瓷電容，典型值1.0µF，放置在盡可能靠近器件VDD端口可以得到最好的工作性能。為了慮除低頻噪聲信號，推薦放置一個(gè)470µF或更大的電容在電源側(cè)。
    LTK5128D輸入電容
    對于便攜式設(shè)計(jì)，大輸入電容既昂貴又占用空間。因此需要恰當(dāng)?shù)妮斎腭詈想娙?，但在許多應(yīng)用便攜式揚(yáng)聲器的例子中，無論內(nèi)部還是外部，很少可以重現(xiàn)低于100Hz至150Hz的信號。因此使用一個(gè)大的輸入電容不會增加系統(tǒng)性能，輸入電容Ci和輸入電阻Ri組成一個(gè)高通濾波器，其中Ri由外接電阻和內(nèi)部輸入電阻Rs=16kΩ之和確定，切斷頻率為

    除了系統(tǒng)損耗和尺寸，滴答聲和噼噗聲受輸入耦合電容Ci 的影響，一個(gè)大的輸入耦合電容需要更多的電荷才能到達(dá)它的靜態(tài)電壓（1/2VDD）。這些電荷來自經(jīng)過反饋的內(nèi)部電路，和有可能產(chǎn)生噼噗聲的器件啟動端，因此，在保證低頻性能的前提下減小輸入電容可以減少啟動噼噗聲。
     
    LTK5128D模擬參考電壓端電容
    LTK5128D包含有使開啟或關(guān)斷的瞬態(tài)值或“滴答聲和爆裂聲”減到最小的電路。討論中開啟指的是電源電壓的加載或撤消關(guān)斷模式。當(dāng)電源電壓逐漸升至最終值時(shí)，LTK5128D的內(nèi)部放大器就好比配置成整體增益的緩沖器一樣，內(nèi)部電流源加載一個(gè)受線性方式約束的電壓到BYPASS管腳。理論上輸入和輸出的電壓高低將隨加到BYPASS管腳的電壓而改變。直到加載至BYPASS管腳的電壓升到VDD/2，內(nèi)部放大器的增益保持整體穩(wěn)定。加載到BYPASS管腳上的電壓一穩(wěn)定，整個(gè)器件就處于完全工作狀態(tài)。LTK5128D的輸出達(dá)到靜態(tài)直流電壓的時(shí)間越長，初始的瞬態(tài)響應(yīng)就越小。選擇2.2uF 的電容同時(shí)配以一個(gè)在0.1uF 到0.39uF 間變化的小電容，可以產(chǎn)生一個(gè)滴答聲和爆裂聲都較小的關(guān)斷功能。由以上討論可知，選擇一個(gè)不超過指定帶寬要求的電容Ci 可以幫助降低滴答聲現(xiàn)象。
    LTK5128D EMI的減小
    在電源端加一個(gè)470uF以上的耦合電容，能有效減小EMI，前提是放大器到揚(yáng)聲器的距離小于（<20CM）。
    大部分應(yīng)用是需要一個(gè)如圖2所示的磁珠濾波器，濾波器有效地減小了1MHz以上的EMI，該應(yīng)用，在高頻是應(yīng)選擇高阻抗的，而在低頻率是應(yīng)選擇低阻抗的。



      
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