CS83702 單節(jié)鋰電3.7V內(nèi)置升壓18W/2歐單聲道音頻功放IC解決方案

音響整機(jī)或者音頻功放IC在有限的應(yīng)用條件下把功率做大是產(chǎn)品提升性能以及競(jìng)爭(zhēng)力的重要途徑。從功率計(jì)算公式P＝U²/R可知，音頻功放提升功率兩大途徑：提高供電電壓或降低喇叭阻抗。內(nèi)置升壓的單節(jié)鋰電池3.7V供電音頻功放在拉桿音箱以及便攜式藍(lán)牙小音箱上應(yīng)用已非常廣泛，采用2歐姆低阻抗喇叭在拉桿音箱上也很常見。當(dāng)前電荷泵升壓至6.3V上下/功率3～5W/4歐以及電感Boost升壓至7V左右/功率6～8W/3歐較為常見。3.7V單節(jié)鋰電內(nèi)置升壓音頻功放如果升壓值再往上提，尤其輸出又支持2歐低阻抗喇叭時(shí)，面臨很多挑戰(zhàn)。升壓值越高壓差越大必然效率越低，喇叭阻抗越低音頻驅(qū)動(dòng)模塊效率也越低，對(duì)內(nèi)部驅(qū)動(dòng)管要求也越高，再加上升壓模塊，音頻模塊都集成在一個(gè)芯片上，對(duì)芯片封裝散熱相應(yīng)要求就更高。此時(shí)，整個(gè)芯片工作效率就格外重要。直接關(guān)乎到音頻功放隨溫升性能指標(biāo)下降或者芯片過溫保護(hù)無法正常工作。另外，效率低等于對(duì)電池要求高，電池低電時(shí)愈明顯，關(guān)系到電池保護(hù)板放電電流大小、電池容量、續(xù)航時(shí)間等。目前，應(yīng)用于單喇叭音箱的3.7V單節(jié)鋰電池保護(hù)板大多都是單MOS管/雙MOS管或者放電電流3A～6A。因?yàn)殡姵厥钦颊麢C(jī)成本很大比重，所以直接影響此類產(chǎn)品的音頻功放選型以及普及度。

深圳市永阜康科技有限公司順應(yīng)拉桿音箱以及藍(lán)牙小音箱市場(chǎng)音質(zhì)功率升級(jí)的需求，推廣一款單節(jié)鋰電3.7V供電內(nèi)置升壓?jiǎn)温暤酪纛l功放IC-CS83702。CS83702單節(jié)鋰電供電內(nèi)置升壓至8.7V,驅(qū)動(dòng)2歐姆負(fù)載時(shí)，能連續(xù)輸出18W功率,整體效率實(shí)測(cè)80%以上,輸入電流小于6A，其電流限制功能可調(diào)節(jié)BOOST電感的峰值電流大小，從而適配不同的鋰電池規(guī)格以及其他外圍配置。該芯片高音清脆、低音有力、人聲清晰、能明顯提升3.7V單節(jié)鋰電供電音箱產(chǎn)品的音質(zhì)體驗(yàn)。        

CS83702實(shí)測(cè)效率曲線如下圖所示：

CS83702采用目前最先進(jìn)的流片工藝；以及自身成熟穩(wěn)定的Boost升壓，ClassD音頻功放電路設(shè)計(jì)；設(shè)置8.7V升壓黃金電壓點(diǎn)；再加上獨(dú)創(chuàng)的基于銅管技術(shù)+石墨烯散熱材料的EQA封裝。使得CS83702驅(qū)動(dòng)4歐姆負(fù)載時(shí)效率高達(dá)90%/Po=10W/RL=4Ω/VBAT=3.7V；驅(qū)動(dòng)低阻抗2歐姆負(fù)載時(shí)效率高達(dá)80%/Po=18W/RL=4Ω/VBAT=3.7V；持續(xù)輸出18W功率，十分強(qiáng)悍。   

以下表格是跟普遍內(nèi)置升壓功放對(duì)比數(shù)據(jù)，一般ClassD音頻功放8.7V供電驅(qū)動(dòng)2Ω負(fù)載效率約75%，DC-DC升壓從3.7V升壓到8.7V效率約80%，整體效率是60%。而CS83702效率是81%，效率比普通內(nèi)置升壓功放高20%。從電池端電流看，同樣的輸出功率CS83702可以省電35%以上，驅(qū)動(dòng)2Ω負(fù)載普通雙MOS管電池即可滿足要求；同樣的6A輸入電流，普通升壓功放輸出功率13.3W時(shí)，CS83702可以輸出18W。同樣的18W輸出功率，普通升壓功放需要輸入電流8.1A，而CS83702只需6A輸入電流。舉例子：驅(qū)動(dòng)4Ω負(fù)載時(shí)，同樣的輸出功率，原來用1800mAh電池?fù)Q用1300mAh電池可以達(dá)到同樣的播放時(shí)間。

CS83702正因?yàn)樾矢卟疟ＷC輸出足功率，3.7V供電時(shí)，功率輸出如下表：

CS83702效率高，功率大的同時(shí)，為了保證音質(zhì)，在中小音量失真度THD也表現(xiàn)出色：THD+N≤0.026(f=1kHz/Po=1W/RL=4Ω/VBAT=3.7V)。

CS83702工作電壓范圍是2.7V～5.5V，采用EAQ16封裝，尺寸大小與ESOP-8一致；針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，不同的喇叭腔體需求，CS83702內(nèi)置三種防破音模式可選、靈活方便；另外，擴(kuò)頻工作模式在整機(jī)EMI認(rèn)證測(cè)試時(shí)變得很輕松；CS83702除了性能指標(biāo)優(yōu)秀、音質(zhì)表現(xiàn)突出、應(yīng)用簡(jiǎn)單靈活之外，還有著完善的保護(hù)機(jī)制，包括過流保護(hù)、過熱保護(hù)、輸出短路保護(hù)等，實(shí)測(cè)輸出正負(fù)兩端短路、輸出對(duì)地短路、輸出對(duì)電源短路保護(hù)功能準(zhǔn)確無誤。

CS83702應(yīng)用特性

1. CS83702腳位圖以及管腳說明

2. CS83702 應(yīng)用原理圖

3. CS83702DEMO板PCB頂層設(shè)計(jì)圖

4. CS83702 DEMO板PCB底層設(shè)計(jì)圖

5.CS83702 DEMO貼片圖

6. CS83702 DEMO板物料清單

7. CS83702 DEMO板實(shí)物圖