IR2092问答 下载本文

识范畴。D类放大器设计很讲究效率,而AB类更多的是讲的是信号保真,由此;增加了很多的要求,对现在的工程师来讲,设计D类功放;遇到更多的是挑战,但是这个背后将是获得更高的效率和更好的音质的成就。

? Q: class d功放如可抑制POP&click噪音?

? A: 早期的D类功放是通过继电器延时闭合方式抑制的,大家可以看到早期

DEMO版上面有两个大的继电器,它是抑制噪音用的。IRAUDIOAMP3以后,由于集成电路里面加入了延时和抑制噪音电路,在一定的范围内,可以抑制这些噪音。

? Q: IRS2092适用于什么档次的功放?

? A: 首先我们要了解到D类功放的好处在哪里,它最大的优点是功率会比较

高,也比较省电,品质比较好,比较适合用在家庭功放和户外功放,而且如果从档次来讲,IR方案性能可以达到很高的水平,但;这要看用料和技术能力。我们通常更习惯按照功率来分,以2092来讲适合用在50瓦到500瓦的应用来讲,最比较合适的应用是100瓦到500瓦的应用,所以说如果从商业来讲的话,以功率来讲可能会比较好。

? Q: 除了效应管外,设计D类功放还需要其他器件吗?

? A: D类功放是一个系统,除了效应管以外,还是需要驱动器,电容电感等等,

由于它是工作在大功率条件下,它的材质,屏蔽性和放置方式都是非常讲究的,首先,电感我们推荐尽可能做屏蔽性结构,比如说是用PM或者是PQ结构,当然是最好的,即便用这些结构会发现磁场的辐射方向是不一样的,有些是前后的,有些是向下的,这些方向必须正交于PCB的信号线的布局方向,这样不会有磁场的干扰进入到系统里面,或者是干扰最小,这样系统就可以获得最好的效益。谢谢!

? Q: IRS2092的出现是否也代表D类控制,今后要向单芯片方向发展,集成更

多的混合信号。

? A: 其实在单芯片领域,不但是在D类功放的应用上面,在半导体的应用里面,

都是要朝着单芯片的方向去发展,实际的情况是,在现在的技术上面,我们不

能够把所有的东西都放在这里面,而且当你输出的功率越来越大,需要调节的弹性更多的时候,单芯片反而限制了你的設計,2092在体现D类功放回路里面,相对来讲会比较的简单。现在我们的设计方向就是让客户更容易的体現D类控制,保留大功率可调节mosfet的好處,我们以后信号的集成方面都会朝着这个方向发展的。

? Q: 请问:死区时间的设定与不同厂家的MOSFET有关吗?

? A: 死区时间设置和客户选用的MOSFET参数是密切相关的,原因有两方面,一

方面是各款MOSFET的密勒效应不一样,即便MOSFET的驱动电阻相等,但由于Qgd不相同,不同程度抑制了MOSFET关断,所以对死区时间要相应的放长,另外各款MOSFET寄生二极管的恢复速度不同,等效导通时间不等,设置死区时间一定要长于MOSFET寄生二极管的恢复时间,否则就会形成比较严重的短路,功放对这类噪音非常敏感。所以要注意,MOSFET的寄生二极管必须是肖特基的,否则你会发现,它的发热量至少会提高一倍 ,音色也会硬很多。谢谢!

? Q: 市场上有一种理想肖特基二极管,它用到MOSFET上,是否更合适? ? A: 首先是市面上面是没有一个理想的肖特基,理想的肖特基是要求压降在

0.25V以下,目前来讲只有15V的肖特基接近这个值。无论是多么理想的肖特基,在MOSFET上面并联是不可取的,主要原因是MOSFET是一个个体结构,它的引线电感通常是在13nH,同样电流肖特基管通常也是T-220封装,它们的引线电感值接近。为了在摩斯管关断的时候,把电流挤到旁边的肖特基管里面去(MOSFET寄生二极管压降通常是在0.6伏左右),所有引线感应电压不能超过0.6伏,否则;寄生二极管就会开启。MOSFET和肖特基并联时,从MOSFET管芯看,引线电感是串联的。对于一个超过20nH的电感,感应电压又不能超过0.6的条件下,它允许电流非常非常小的,所以说当功率稍微大点的时候,肖特基并联作用将基本消失殆尽,所以原则讲是不建议并联肖特基在MOSFET上。

? Q: 音响专用MOSFET和普通开关型MOSFET的主要区别是什么?

? A: 音响专用MOSFET和普通开关型MOSFET的区别是在三个方面,第一点是音

响专用的MOSFET是肖特基型的,由于它的调制频率达到了400K,电压基本上

要达200伏,在这个电压下面硬开关工作,而且;每周期都有续流要求,对MOSFET要求远超过普通开关电源,所以它的MOSFET必须是肖特基型结构。第二点是MOSFET的Qgd的值也是不同的,专用摩斯管的值是优化的,Qgd值的减小能够保证输出的脉宽精度,而我们普通的开关型的MOSFET,它主要强调的是成本和开关损耗的综合值。它对脉宽的损失并不考虑,普通开关型的MOSFET输出的主要是PWM信号,它不对高频响应做任何处理,而我们专用音响MOSFET,要求响应到24K以上的频带,所以它的响应是非常的快。第三,栅寄生内阻。音响的MOSFET对脉冲奇变的抑制能力要高于开关电源的MOSFET,专用的MOSFET栅寄生内阻通常在1欧姆左右,这个值已经远远的小于驱动电阻,而我们开关型的值通常在十几欧姆到几十欧姆,专用音响MOSFET,控制这个值后,能有效保证脉冲宽度的精准,音响的MOSFET和普通的MOSFET的区别是非常大,如果有兴趣的话,可以对比两个摩斯管的测试结果,您会发现无论是从功耗还是从音质上面来讲,区别是非常明显的。

? Q: 请教,如果使用仪表运放AD620,或者能否替换音频电路中的D类耳机放

大器呢?和贵公司的此款D放大器性能会差距多少?

? A: 仪表运算放大器和D类放大器有很多的区别,仪表放大器更注重的是小信

号的放大,而D类放大器里面关键是两个指标,第一点是输入的失调,第二点是整个带宽,它对小信号并不是要求非常高,所以它和一般的仪表放大器有本质的区别,另外IR的功率相对来说是比较的大,一般来讲会超过20瓦,如果小于20瓦的话,您可能会发现它的成本比较高,如果从一个商品角度来讲的话,可能AB类的功放会更适合一点。

? Q: 在半桥电路结构设计中,为甚么有时母线电压会上升?

? A: 喇叭是一个特殊的东西,表面看;它是欧姆型的,但;由于本身固有频率

特性的限制,在广谱的频率/功率范围,阻抗呈山脉起伏似的变化。在输出的频率高于它本身的频率,它表现出容性阻抗;低于频率谐振点时表现为感性。对于拥有多个谐振点;且是非完全弹性型变体的喇叭而言,阻抗变化非常复杂。这些感性或容性特性表明,喇叭会在不同时间储存或释放或大或小的能量,它会在电环路里面形成能量循环,就是说喇叭里面的机械动能或电磁能量会被D

类调制开关回收到电源里面或充到喇叭里,这时候会发现电源电容电压会升起或下降,同样当喇叭在输出功率的时候,它也会把电容里面的能量放到喇叭里推动音盆,作为音频的动力,这时候会发现电源是波动的了,这也是效率会非常高的原因,它会把未专换有效机械动能的能量和一些无功阻抗分量寄存循环能量会全部回收起来,而AB类是无法回收的,正因为如此,D类功放的阻尼系数和效率远远超过AB类,通常条件下,如果D类功放做的好的话,它的阻尼系数可以达到110dB。

? Q: D类功放的输出滤波电感怎样选择?输出滤波电感发热量大是什么原因?

怎样解决?

? A: 这类功放的材质目前有两种用的比较多,一种称之为醒铁粉材料,实际上

是一种超细微铁粉材料,用环氧树脂混合浇铸形成的环。另外一个就是常见的国产的R2KBD材料,这个材料的性能原则上讲是超过PC40,主要原因是RKBD材料它的磁感强度可以达到4800左右,而PC40只能达到3500左右。R2KBD材质居里温度达到250゜C,远高于PC40,从抗音频饱和程度和可靠性讲来讲,国产材料优于进口材料。

? Q: 几瓦功率应用,有没有必要采用IR新D类功放芯片?

? A: 如果说对音质的要求比较高的话,IR的功放是很好的方案,如果您对这个

感兴趣的话,建议您可以尝试下,另外在几瓦工作的时候,可以用驱动器直接输出,而不再需要用MOSFET了,这样可以把板子做的更小,如果说您做到10瓦左右的话,后级也可以用三极管做功率放大,效果不错,我们曾经也做过类似试验,一般来讲的话,三极管的频带只要能达到150兆以上,效果就挺好的了。

? Q: 请问一下滤波电感的材质有无特殊要求?

? A: 这类功放的材质目前有两种用的比较多,一种称之为醒铁粉材料,实际上

是一种超细微铁粉材料,用环氧树脂混合浇铸形成的环。另外一个就是常见的国产的R2KBD材料,这个材料的性能原则上讲是超过PC40,主要原因是RKBD材料它的磁感强度可以达到4800左右,而PC40只能达到3500左右。R2KBD材

质居里温度达到250゜C,远高于PC40,从抗音频饱和程度和可靠性讲来讲,国产材料优于进口材料。

? Q: 请问你们对IR的D类功放的市场前景怎么看?

? A: 因为我们做功放也有五年的时间了,按照我个人的感觉是这样的,做为一

个大功率功放来讲的话,它是个非常好的解决方案,音质不错,也能被很多人接受的,但是它也有一个很严重的问题,就是给我们音响工程师提供了很高的挑战,因为原来AB类的时候,工程师做的最多的可能就是最高100KHz正弦波,而我们这里面要处理的是400KHz,如果展开的话就会发现带有一定功率的谐波都在10MHz以上,范围基本上是已经进入了射频领域,这个频带对音响的干扰也是一个比较新的课题,对我们音响工程师来讲,由于他们之前接触的比较少,所以对他们来说是个挑战,还有以前的工程师对他们来讲最重要的是信号的保证度,尽可能完美的放大信号,不要有损失,而我们在D类功放里面,主要强调的是信号保真和效率兼顾。之前;效率这块是电源工程师关注重点,它对音响工程师来讲是个全新的课题。如果让一个电源工程师去做音响的话,他们同样是艰难的,电源如果做到万分之一的话,是非常的高精度的,但是对音响来讲是很平常,所以要做个好的D类功放设计师,要求既是优秀的电源工程师还要是优秀的音响工程师。对任何工程师来讲,都是一个高大的挑战,工程师是否可以达到更高的境界,突破这个瓶颈,决定是否可以把D类功放设计到一个完美的程度的关键。不过好多工程师非常的努力非常的有天赋,我们有些工程师已经完美的掌握了这项技术,使D类功放越来越完美。

? Q: 大电流场效应管与IR的驱动电流的关系是如何?

? A: MOSFET开通的时候,最重要的是有一个电强压的方式来启动,当我们输入

电压到柵级的时候,就好像是我们加电压在电容上面一样,所以我们开通MOSFET的时候,小电流的MOSFET的柵电容是会比较大的,会影响功放開關的表現從而影響音質,所以大电流场效应管要考虑到驱动电流是多大,並配以適當Qg的MOSFET.