如何避免PCB設(shè)計(jì)限制D類放大器性能

介紹

　　如果沒(méi)有遵循一些基本的布局指南，PCB設(shè)計(jì)將會(huì)限制D類放大器的性能或降低其可靠性。下面描述了D類放大器一些好的PC板布局實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。采用帶有兩個(gè)BTL輸出的STA517B（每通道175瓦）數(shù)字功率放大器作為范例，但對(duì)所有的D類放大器而言，其基本概念是一致的。

　　圖1：立體聲BTL D類功率放大器原理圖

　　地平面

　　良好的地平面是優(yōu)質(zhì)D類放大器布局的關(guān)鍵。如果可能應(yīng)將電路板的底層作為一個(gè)專有的地平面，完整的地平面可以提供最佳性能和最可靠的設(shè)計(jì)。如果你不得不在電路板的底層布信號(hào)線或電源走線，須盡可能的短。如果必要，為了使底層走線短距離，應(yīng)將走線引回到電路板的頂層，從而避免在底層長(zhǎng)距離走線。

　　利用過(guò)孔將電路板的頂層器件與電路板底層的地平面連接。但是，過(guò)孔仍會(huì)堵塞電流回流到地平面，因此須靈活的使用這些過(guò)孔。

　　直接在放大器之下的區(qū)域須敷銅。如果放大器在其封裝的底部有一個(gè)裸露的焊盤(pán)或插件，那么IC必須焊接到放大器下放的地，如此可以作為放大器的扇熱區(qū)。在這種情況下，地必須從IC正下方向兩邊引出，這樣可以確保其裸露。放大器下面的地須打上許多過(guò)孔，通過(guò)過(guò)孔向電路板的底層扇熱，因此它還可以作為一個(gè)扇熱區(qū)域。

　　放大器的正下方是不建議走信號(hào)線的。須打幾個(gè)過(guò)孔和地平面相連以確保所有器件彼此之間的地參考點(diǎn)有一個(gè)直接和低阻抗的路徑。這對(duì)輸出濾波器是尤為重要的。所有的濾波地必須有一個(gè)直接路徑回流到放大器正下方的地平面。

　　電源旁路電容

　　為確保穩(wěn)定性及抑制噪聲和串?dāng)_，對(duì)電源加旁路電容是非常重要的。放大器的輸出級(jí)吸收了大量的電流，且開(kāi)關(guān)動(dòng)作迅速。當(dāng)輸出開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)，旁路電容和放大器電源輸入引腳之間的寄生電感會(huì)產(chǎn)生很大的毛刺，因此寄生電感必須保持盡可能的小。為了能在放大器功率級(jí)減小雜散電感和旁路電容之間諧振的影響，須在每個(gè)電源輸入管腳需使用一個(gè)100nF的電容與1uF的電容并聯(lián)。

　　100nF的電容必須和IC盡可能的靠近（通常不超過(guò)2毫米）。而且，如圖1所示，旁路電容必須和IC在同一層，以便減小總路徑長(zhǎng)（和雜散電感）。1uF的電容須依次放置，和100nF電容緊靠在一起。

　　圖2：利用電路板的底層為100nF電容進(jìn)行地連接，如此將明顯的增加總走線長(zhǎng)且對(duì)電路板性能會(huì)產(chǎn)生不良影響。

　　還需采用大體積儲(chǔ)能電容在放大器的電源輸入進(jìn)行去耦。大體積儲(chǔ)能電容的容值依賴于放大器所要求的電流量。大體積儲(chǔ)能電容須和放大器以及電源管腳星形連接，且必須和放大器盡可能的靠近（理想情況是小于30毫米）。