TI最強(qiáng)同步升壓變換器TPS61288,無(wú)線音箱升壓變換器的理想方案
發(fā)布時(shí)間:2020-12-10 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】近年來(lái),無(wú)線音箱在消費(fèi)類音頻市場(chǎng)備受關(guān)注,其功能和應(yīng)用多樣化的需求促使該行業(yè)快速增長(zhǎng),逐漸成為人們?nèi)粘I畹牧?xí)慣用品。無(wú)線音箱從是否便攜的角度可分類為非便攜式和便攜式兩大類,其主要區(qū)別在于是否為電池供電。
一般地,非便攜式無(wú)線音箱直接由電源設(shè)配器供電,功率等級(jí)可達(dá)數(shù)十瓦至數(shù)百瓦不等,而便攜式無(wú)線音箱由電池供電,輸出功率通常只有數(shù)瓦至數(shù)十瓦,且常帶有一個(gè)4Ω或8Ω的喇叭。為了同時(shí)滿足便攜性并為喇叭提供足夠的輸出功率,便攜式無(wú)線音箱通常配備2節(jié)可充電鋰離子電池,當(dāng)輸出功率要求高于10W時(shí),由于電池電壓不足以為后級(jí)的音頻功放提供足夠的功率,一般需要升壓電路將電池電壓升至12V~18V以滿足功率需求。圖1展示了典型的便攜式無(wú)線音箱供電系統(tǒng)示意圖。
圖1. 便攜式無(wú)線音箱供電系統(tǒng)示意圖
德州儀器最新推出了升壓變換器TPS61288,以優(yōu)異的功率密度和整體方案尺寸領(lǐng)先于市場(chǎng)同類產(chǎn)品,價(jià)格也相當(dāng)有競(jìng)爭(zhēng)力,是無(wú)線音箱升壓變換器的理想方案,具有以下優(yōu)勢(shì):
● 寬輸入電壓范圍:2~18V,適用于不同種類或多串電池輸入。
● 支持最大18V輸出電壓,可滿足較大功率應(yīng)用場(chǎng)景的音箱設(shè)計(jì)。
● 支持15A開關(guān)電流,輸出平均功率可達(dá)40W。
● 效率極高,且功耗極低:
○ 集成了內(nèi)阻僅為6.5-mΩ / 8.5-mΩ的兩個(gè)功率管,在40W輸出功率下效率高達(dá)96.6%。
○ 靜態(tài)電流僅為120uA,關(guān)斷電流僅為2uA,較市面上其他升壓方案,可顯著延長(zhǎng)無(wú)線音箱的續(xù)航時(shí)間。
● 整體方案尺寸小,設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,成本低:
○ 芯片采用小尺寸的QFN封裝,僅為3mm×2.5mm,功率密度極高,如圖2所示。
○ 外圍電路簡(jiǎn)單,元器件少,成本低。
● 支持Enable及軟起動(dòng)功能,且可編程欠壓保護(hù)(UVLO),并具有完善的過(guò)壓、過(guò)流及熱保護(hù),為整個(gè)系統(tǒng)提供多重保護(hù)。
● 采用TI專利的SOO(平滑開通/關(guān)斷時(shí)間控制)技術(shù),支持輕載時(shí)PWM模式到PFM模式的無(wú)縫過(guò)渡,實(shí)現(xiàn)全負(fù)載下無(wú)電壓漂移,滿足嚴(yán)苛的輸出電壓精度要求,并能通過(guò)延長(zhǎng)關(guān)斷時(shí)間toff來(lái)大幅提升輕載效率,如圖3所示。
圖2. TPS61288封裝示意圖
圖3. TPS61288 SOO 模式示意圖
圖4是TPS61288典型應(yīng)用電路圖。
圖4. TPS61288典型應(yīng)用電路圖
如圖5所示,TPS61288優(yōu)化了管腳的位置,電壓輸入到輸出的器件布局更加簡(jiǎn)潔清晰。以下是TPS61288 PCB Layout 介紹:
● 輸入電容應(yīng)盡可能靠近VIN引腳和PGND引腳,并使用最短的走線連接。
● 為去除高頻率噪聲和改善EMI,可添加1nF小尺寸(例如0402或0201)的去耦電容,且必須用最短的線擺放在IC管腳附近。
● 注意走線要滿足最大電流,SW走線不要用多層連接,防止寄生電容造成開關(guān)瞬間的尖峰電壓過(guò)高。
● 將信號(hào)地與功率地分開布線,采用單點(diǎn)接地,或使用0歐電阻將信號(hào)地連接到功率地。
● PCB的 Bottom層建議鋪銅并設(shè)置為Ground,Top 層的PGND 和AGND則通過(guò)通孔與之連接。
圖5. TPS61288 PCB Layout 示例
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