你好,这是我的原理图,喇叭标称功率为8Ω 1W。有一批机器在使用音频功放时遇到如下问题,帮忙分析一下电路:
1, 有的机器喇叭在使用过程中出现损坏,重新换喇叭有声音输出。功放芯片的保护功能是否支持自适应保护,当最大输出功率大于喇叭功率时,是否自动降低输出功率以保护喇叭不被损坏;
2, 有机器接上喇叭开机,功放芯片声音没有输(喇叭在另一台机器上测试是好的)。此时测量芯片pin9 GVDD为7V,Pin1 脚在开机瞬间到11V后被拉低到2 V,与门U17两输入脚均为3.3V。把喇叭拿掉,不接喇叭负载重新开机,PIN1 脚为11V左右,此时再接喇叭,两个输出声道均有声音输出,此时测试PIN1脚电平为11;更换功放芯片,接喇叭开机,此时开机声音正常,测试PIN1脚信号为11V左右。是否说明接喇叭开机没声音时的芯片已经损坏了?为什么开机后再接喇叭声音输出恢复正常?
3, 有的机器功放芯片PIN1脚一直为2V,换了芯片才好,是否说明芯片损坏,内部的保护电路不起作用?
4, 芯片使用手册上关于最大输出功率的计算,这个公式是指单通道最大功率还是两个通道输出总功率?RS中R(ds)是按400mΩ计算还是2X400mΩ?
5, 按照这个公式计算得出的功耗和表格以及图标估算值不一致。虽然查到论坛上有这个问题的讨论,但还是不太明白。我要把单声道最大输出功率控制在1W左右保护喇叭,按照公式,PIN10脚Plimit电压为0.5V左右,但是公式计算得到1V。在未失真情况下我电路上控制最大输出1W,Vplimit电压应设置多少?
Amy Luo:
您好,
感谢您对TI产品的关注!
1、TPA313D2具有短路保护、热保护、DC检测功能和功率限制功能,没有输出功率自适应功能。
2、芯片不一定损坏了,可能是保护了,芯片恢复正常工作后,是一直都正常工作了吗
3、换芯片好了之后,然后就一直正常工作了吗,有没有排查换芯片之前的电路是否因为焊接因素导致的不能正常工作?
4、关于Plimit的问题,稍后回复您
user6445148:
回复 Amy Luo:
感谢您的答复,
1,为了保护喇叭负载不被损坏,必须通过PLIMIT来调节输出功耗与喇叭功耗一致?
2,有的板子在不接负载的时候1脚/SD也是2V,有的板子在接喇叭开机时 SD在启动瞬间短暂达到11V后再变为2V。
空载进入系统后再接喇叭,声音输出正常,也就是说这种现象的板子只在开机进入系统后再接喇叭才工作正常。
但是换一颗芯片,接喇叭开机喇叭正常工作,开机后SD一直稳定在11V。
3,将没声音输出的芯片用新料替代,并把PLIMIT电压调整为7*10/110=0.636V反复开机播放,正常工作。
目前使用8Ω 1W的喇叭,时间长了有的喇叭没声音了。为了保护喇叭不被烧毁,如何精确的将最大输出功率控制在1W以内,该如何计算?万分感谢!!!
user6445148:
回复 Amy Luo:
感谢您的答复,
1,为了保护喇叭负载不被损坏,必须通过PLIMIT来调节输出功耗与喇叭功耗一致?
2,有的板子在不接负载的时候1脚/SD也是2V,有的板子在接喇叭开机时 SD在启动瞬间短暂达到11V后再变为2V。
空载进入系统后再接喇叭,声音输出正常,也就是说这种现象的板子只在开机进入系统后再接喇叭才工作正常。
但是换一颗芯片,接喇叭开机喇叭正常工作,开机后SD一直稳定在11V。
3,将没声音输出的芯片用新料替代,并把PLIMIT电压调整为7*10/110=0.636V反复开机播放,正常工作。
目前使用8Ω 1W的喇叭,时间长了有的喇叭没声音了。为了保护喇叭不被烧毁,如何精确的将最大输出功率控制在1W以内,该如何计算?万分感谢!!!
Amy Luo:
回复 user6445148:
1、是的,通过设置PLIMIT电压来设定最大输出电压控制最大输出功率。
2、SD是输入管脚, fault是OD输出管脚,故障时fault输出低电平,您可以断开fault与SD的连接,检查芯片是否处于故障状态,请注意fault是OD输出管脚,需接上拉;
3、将没声音输出的芯片的PLIMIT电压是多少呢,是否设置的比较大,没有起到限幅作用呢
输出功率可以使用上面公式(1)计算:
RL=8Ω,RS=400mΩ,Pout=1,可以计算VP(unclipped)=4.4V,那么PLIMIT电压=4.4/4=1.1V
user6445148:
回复 Amy Luo:
感谢您的解答,
下图是我的测试波形:
正弦波输入信号,1V /1KHz。Plimit=1V,Av=20dB。接喇叭负载情况下,黄色波形是喇叭P脚,蓝色是喇叭N脚,红色是喇叭P-N后的波形。
1, Plimit 作用是限制音频输出信号的幅值吗?即在内部通过改变幅值来与三角波比较,达到调节占空比来改变音量的目的?
此时Plimt设置成1V,根据datasheet,最大unclipped Vp应该4Plimit即4V,但是在输出端最大幅值接近供电电压12V;
2,此电路因为没接LC电路,如何测试调制解调放大还原后的信号,在无失真的情况下应该是放大后的正弦波。
3,按照波形计算得出的最大功率不是1W,我要实现保护1W喇叭不被烧毁,应该怎么调整电路,Plimit还是1V吗。
我的电路中,tpa3113 Rdson H=240m欧姆,Rdson L=240m欧姆,单个 磁珠Rdc=100mΩ,Rl=8Ω。
搜到一篇TI的文档,最大功率计算公式和TPA3113D2给出的也不太一样。
Guidelines for Measuring Audio Power Amplifier Performance
Amy Luo:
回复 user6445148:
红色喇叭两端的波形不对,磁珠没有滤除开关噪声,建议您使用LC滤波电路,先滤除开关噪声,再做进一步的分析
您提到的这个文档中,是指哪个最大功率计算公式
user6445148:
回复 Amy Luo:
您好,我的电路是根据参考设计来的,论坛上也看到好几个贴出来的电路图,都是接磁珠。
这里是通过喇叭线圈作电感吗。
Plimit脚电压是调整哪里?限幅还是限制占空比?
我用的是TPA3113D2上面的第7.3.3 的公式计算的,即在我刚开始提出问题是贴出来的公式。
我现在要调整输出功耗1W。急,在线等,谢谢!
你们另外一篇文档《Guidelines for Measuring Audio Power Amplifier》计算方法好像又不太一样
user6445148:
回复 user6445148:
您好,在上面这个电路中,我把Plimint从0.22V到5V,1KHz 正弦波输入,测试喇叭两端信号波形没有变化,
均为幅值12V左右占空比为50%的方波,频率为330KHz,与内部时钟相同。同一个波形输入情况下,输出音量与Plimit无关。
听上去输出音量只与输入波形幅值相关。Plimit是通过什么来调节输出功率的??
Amy Luo:
回复 user6445148:
Plimit脚电压是通过GVDD和接地之间的电阻分压来调整的,PLIMIT限制的是负载端的输出峰峰值。限制是通过调节输出端H桥导通的占空比来实现的,这个限制可以被认为是一个虚拟的电压轨,是PLIMIT引脚电压的4倍。
输出功率1W,通过上面计算可设定PLIMIT电压=1.1V。
负载两端的波形应该是正弦波,目前看您使用的磁珠没有起到滤除开关噪声的作用,您是使用的铁氧体磁珠HI1812V101R-10 SMD1812 125OHM@100MHz 8A吗,或者您手上有TPA3113D2EVM板吗,从上面拆下来磁珠交叉验证一下
user6445148:
回复 Amy Luo:
使用磁珠HCB2012KF-221T30,
220±25% ,100 MHz/0.10 ,3A.
手里没有相关的开发板,芯片规格书参考设计上也有用的磁珠的设计电路。
我换了GMLB-201209-0080P-N8B 6A也是一样的效果。
即使存在开关噪声,应该也不影响Plimit限制幅度的功能。我现在测试的现象是Plimit功能不起作用,
芯片输出脚输出幅度和占空比没有变化,即使把Plimit设置为0,依然有功率输出。
芯片内部框图中Plimit电压应该是限制幅值,输入信号与内部产生的三角波经比较器进行比较后得出的PWM波,
您说的通过调节输出端H桥导通占空比实现调节,在输出端占空比应该有变化才对。
您有EVM板的测试波形吗,能不能发上来参考下。谢谢
HCB2012KF-221T30