深圳市永阜康科技有限公司推出基于CS8359的单节锂电池供电音频功放解决方案,3.7V供电最大提供2x9.2W的极致功率输出。
CS8359C简单介绍
CS8359C是一款固定22倍增益,带防破音,AB/D切换,电源自动增益调节,功率限制,多阶电源自适应功能,内置BOOST升压模块,R类立体声音频功率放大器。可以为4Ω 的负载 提供最高2X9.2W的恒定功率.AB类D类可切换模式的设计,最大限度的减少音频子系统中功放对FM的干扰,电源自动增益调节功能可以在锂电池电量低的时候,自动降低CS8359C的增益从而减少音频子系统的输出功率,延长锂电池的播放时间.多阶的电源自适应功能能够保证在各个输入信号幅度范围内对应合理的BOOST升压幅度,最大限度的提升了音频子系统的整体效率,延长了锂电池的播放时间.防破音功能以及功率限制功能的合理有效的搭配使用,可以让CS8359C有效的输出各个功率范围,为音频子系统的输出功率的调节提供最大的便利性。
CS8359C的全差分架构和极高的PSRR有效地提高了CS8359C对RF噪声的抑制能力 。无需滤波器的PWM调制结构及内置的BOOST升压模块,以及CS8359C采用专有的AERC((Adaptive Edge Rate Control)技术 ,在音频全带宽范围内极大地降低了EMI的干扰,对60cm的音频线,在FCC的标准下具有超过20dB的裕量 ,另外CS8359C内置了过流 保 护,短路保护和过热保护,有效的保护芯片在异常的工作条件下不被损坏。 CS8359C提供了纤小的的TSSOP28-PP封装形式供客户选择,其额定的工作温度范围为-40℃至85℃。
CS8359C指标特征
内置BOOST模块R类结构,集成D类AB类两种模式
输出功率
PO at 10% THD+N, VIN = 3.7V RL = 4 Ω+22uH 2x9.2W(D MODE NCN OFF)
PO at 1% THD+N, VIN = 3.7V RL = 4 Ω+22uH 2 x 7.4W(D MODE NCN OFF)
优异的"噼噗-咔嗒"(pop-noise)杂音抑制能力
工作电压范围:2.5V到5.5V
电源自动增益调节功能
多阶电源自适应功能
内置4种防破音模式
内置POWER-LIMIT(功率限制功能)
无需滤波的Class-D结构
82%的效率
电源模块内阻:12mΩ
高电源抑制比(PSRR):在217Hz下为70dB
启动时间 (100ms)
静态电流 (8mA)
低关断电流 (<0.1µA)
过流保护,短路保护和过热保护
符合Rohs标准的无铅封装
应用范围
便携式蓝牙音箱
封装图样以及管脚定义
典型应用图
备注:
L1为4.7uH,饱和电流为10A以上的电感,DCR足够小。
D1,D2的肖特基型号为SS54
R1,R2,R3,R4电阻配置详见后面AVBAT,BAGC,PL,NCN文字说明
DEMO实例
CS8359C主要功能介绍:
A: NCN功能
在音频应用中,输入信号过大或者电池电压下降等因素都会导致音频功放的输出信号发生破音失真,而且过载的信号会对扬声器造成永久性损伤。CS8359C独特的无破音(NCN)功能可以通过检测放大器输出信号的破音失真,自动调整系统增益,使得输出音频信号保持圆润平滑,不仅有效地避免了大功率过载输出对喇叭的损 坏,同时带来更舒 适的听觉享受。CS8359C提供四种NCN工作模式和不防破音模式可供用户选择 :M1,M2,M3,M4,NCNOFF,可以通过设置NCN引脚的不同状态来分别进入五种模式。启动时间(Attack Time): 从发生破音失真到系统自动增益调节完成的时间间隔。释放时间(Release Time):从破音失真消失到系统完全退出增益衰减状态的时间间隔。通过NCN管脚状态设置M1,M2,M3,M4,NCNOFF模式的启动时间和释放时间如下表所示。
B:电源自动增益调节功能(BAGC)
CS8359C具有电源自动增益调节功能,可根据输入电源电压DC值的变化,自动调节功放的增益,防止功放产生破音失真,这对于采用锂电池作为电源特别适用,该功能可通过BAGC脚做如下图设置。当Vbatter>1.24(R1+R2)/R2时 ,BAGC功能关闭;当Vbatter<1.24(R1+R2)/R2时 ,BAGC功能开启,BAGC开启后功放的最大差分输出电压峰值为:
|(VOUT+) -(VOUT-)|max=1.6 x Vbatter
当电池电压降低的时候,CS8359C的最大输出电压幅值将会下降到1.6倍电池电压,若电池电压恢复上升,最大输出电压的幅值也会以1.6倍电池电压升高,BAGC功能的实 现如下图。
C:多阶电源自适应功能
为了降低待机功耗,延长电池的使用寿命,CS8359C设计了多阶电源自适应功能 。在电池电压为4V,当输入到CS8359C的音频信号小于50mV(有效值 )时 ,CS8359C的BOOST升压功能关闭;当输入音频信号大于50mV(有效值)并小于140mV(有效值)时 ,CS8359C的BOOST升压功能开启并将PVDD升压至6V;当输入音频信号大于140mV(有效值 )时 , CS8359C的BOOST升压功能将PVDD升压至8.4V。CS8359C电源自适应功能的启动时间为20us,释放时间为2s。当电池电压在其他电压点的时候,自适应的输入信号幅度是按照上述比例自动调整。
D:CS8359C PCB板设计步骤和要点
Vbat端电容
CS8359C内部集成了稳压电路,因此不需要通过Vbat为CS8359C供电,也就不需要贴片去耦电容,直接连接电感即可。但一般我们建议至少为Vbat加入一个储能电解电容,因为升压电源和功放都是从Vbat获取电流的。一个220uF的电解电容有助于使电池电压更平稳,减少对系统上其他IC的干扰,也有助于提升CS8359C的低频瞬态响应,也有助于EMI的降低。
PVDD端电容
CS8359C的PVDD实际为升压电源的输出,也是内置功放模块的电源输入。因此滤波去耦电容是必须的。我们要求使用两组电容,一组是0.1uF和10uF组成的去耦电容,一组是470uF的滤波电解电容。0.1uF和10uF的贴片电容要尽可能的靠近芯片管脚放置。220uF的滤波电容也是必须的(建议使用高频低阻系列的电解电容,可以有效的提高效率,减少电压纹波),过小的电容会使BOOST模块的输出电压震荡。PVDD端电容对于CS8359C的性能影响很大,具体可参考PCB设计指南,或与原厂工程师联系。
芯片GND
CS8359C有两组GND,PGND和AGND。PGND是功率地,瞬态会有超过10A的电流流过,同时也是芯片的散热片。一定要直接与铺铜相连,并保证足量过孔与底层铺铜连接。AGND是芯片的模拟参考地,我们建议直接与地铺铜连接即可。
输入音频GND
CS8359C为差分输入,当音源也为差分输出时,CS8359C能够很好的屏蔽干扰,无须过多担心地回路噪声的引入。但当音源为单端输出时,就要注意屏蔽地回路噪声的引入。由于每个系统和主控或者DAC的特性各不相同,我们一般只能建议保证音频信号的参考地和CS8359C没有信号输入通过电容接地Pin脚的参考地之间没有电位差,或者尽可能是一个地。
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