工程師參考手冊(cè)（四）：D類功放設(shè)計(jì)須知

　?。?）Deadtime過大，輸出波形中出現(xiàn)的毛刺包含的能量將持續(xù)消耗在體二極管中，以熱能形式消耗能量，嚴(yán)重影響芯片工作穩(wěn)定性和輸出效率。

　?。?）Deadtime過長，影響放大器線性度，造成輸出信號(hào)交越失真，時(shí)間越長，失真越嚴(yán)重。

　　2．2 EMI（Electro-Magnetic InteRFerence）

　　EMI主要由MOSFET體二極管反向恢復(fù)電荷形成，具體產(chǎn)生機(jī)理如圖6所示。

　　第一階段，MP1-MOSFET導(dǎo)通，有電流流過MOSFET和后級(jí)LPF電感；第二階段，全橋進(jìn)入Dead-time期間，MP1本身關(guān)斷，但其體二極管依然導(dǎo)通，保證后級(jí)電感繼續(xù)續(xù)流；第三階段，Deadtime期結(jié)束，MN1導(dǎo)通瞬間，若MP1體二極管存儲(chǔ)的剩余電荷尚未完全釋放，則瞬間釋放上一次導(dǎo)通期間未釋放的存儲(chǔ)電荷，導(dǎo)致反向恢復(fù)電流激增，此電流趨向于形成一個(gè)尖脈沖，最終體現(xiàn)在輸出波形上，如圖6（b）所示。因此，輸出頻譜會(huì)在開關(guān)頻率以及開關(guān)頻率倍頻處包含大量頻譜能量，對(duì)外形成EMI。

　　為抑制EMI，以降低輸出方波頻率，減緩方波頂部脈沖為目的，將一些內(nèi)部EMI消除電路新技術(shù)應(yīng)用于新產(chǎn)品中：

　　（1）Dither。擴(kuò)展頻譜技術(shù)，即在規(guī)定范圍內(nèi)，周期性調(diào)整三角波采樣時(shí)鐘頻率，基波和高次諧波避開敏感頻段，使輸出頻譜能量平坦分散；

　?。?）增加主動(dòng)輻射限制電路，輸出瞬變時(shí)，主動(dòng)控制輸出MOSFET柵極，以避免后級(jí)感性負(fù)載續(xù)流引起高頻輻射。

　　2．3 印制板PCB布局設(shè)計(jì)規(guī)則

　?。?）因輸出信號(hào)含大量高頻方波，需將加入的低失真、低插入損耗LC濾波電容和鐵氧體電感低通濾波器件緊密靠近功放，將承載高頻電流的環(huán)路面積減至最小，以降低瞬態(tài)EMI輻射。

　　（2）因輸出電流大，音頻輸出線徑要寬，線長要減短，故需降低無源電阻RP和濾波器電阻RF，提高負(fù)載電阻RL比值，提高輸出效率。

　　（3）PCB底部是熱阻最低的散熱通道，功放底部裸露散熱銅皮面積要大，應(yīng)盡可能在敷銅塊與臨近具有等電勢(shì)的引腳以及其他元件間多覆銅，裸露焊盤相接的敷銅塊用多個(gè)過孔連接到PCB板背面其他敷銅塊上，該敷銅塊在滿足系統(tǒng)信號(hào)走線要求下，應(yīng)具有盡可能大的面積，以保證芯片內(nèi)核通過這些熱阻最低的敷銅區(qū)域有最佳散熱特性。

　　（4）大電流器件接地端附近，多加過孔，信號(hào)若跨接于PCB兩層間，多加過孔提高連接可靠性，降低導(dǎo)通阻抗。

　?。?）信號(hào)輸入端元件焊盤和信號(hào)線與輸出端保持適當(dāng)間距，關(guān)鍵反饋網(wǎng)絡(luò)器件置放在輸入／輸出PCB布局模塊中間，防止輸出端EMI幅射影響輸入端小信號(hào)。

　　（6）地線、電源線遠(yuǎn)離輸入／輸出級(jí)，采用單點(diǎn)接地方法。

　　3 基于上述要素的綠色能效D類功放TFA9810T設(shè)計(jì)應(yīng)用

　　3．1 TFA9810T內(nèi)部結(jié)構(gòu)