带有诊断工具 TDA1562Q 的 AF 功率放大器。参考数据

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带有诊断工具 TDA1562Q 的 AF 功率放大器。参考数据

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所描述的微电路是桥式单声道3小时信号放大器，在70欧姆负载下最大输出功率高达4W，旨在用于汽车和家用声音再现设备。

在结构上，放大器封装在 DBS17P 塑料外壳中，并带有 17 根硬镀锡引线（图 1）。

带诊断工具的 AF 功率放大器 TDA1562Q

外壳的背面平坦侧采用金属散热板的形式。在这一侧，微电路连接到设备的大金属壁上，并事先用导热膏覆盖了接合表面。设备重量 - 不超过 10 克。

该微电路只需最少的外部元件，就可以构建由单极电源供电的高输出功率放大器。

当放大器连接到工作电源电压时，它可以处于三种模式之一：“开启”、“静音”和“待机”。在“On”工作模式下，微电路放大输入信号并向负载释放设定的功率，同时消耗相应的电流（高达数十安培）。

在静音模式下，没有输入信号通过放大器的输出，但其强大的输出级仍保持打开状态。因此，放大器会消耗大量电流，但几乎可以立即切换到“开启”模式。

在“待机模式”下，放大器的几乎所有组件都断电，并且它消耗的电源电流可以忽略不计 - 通常为几微安。从“待机模式”到“开机”模式的切换时间不超过 50 ms。

从一种模式到另一种模式的切换是通过向微电路的模式选择输入施加控制电压来实现的。

该放大器具有非常低的自噪声和低谐波水平。

图 2 显示了放大器的简化功能图及其包含的典型电路。 XNUMX.

（点击放大）

如果输出功率不超过18W，放大器工作在B类模式，随着输入信号电平的进一步增加，由于包含外部大容量氧化物的升压单元，放大器的内部电源电压增加电容器连接到微电路的引脚 3,5 和 13. 15，如功能图中所示。放大器切换至H类模式，输出功率增加至70W。如果微芯片晶体加热到120°C，内置温度传感器会将放大器切换到B类模式，输出功率不超过20瓦。

如果微电路的电源电压U下降到7V，放大器将自动切换到“静音”模式。随后电源电压增加至 9V，放大器返回“开启”模式。

微电路还配备内置保护单元，防止输出导体相互短路以及正极电源线和公共线短路。

微电路的引脚排列：引脚。 1-同相3H信号输入；别针。 2——反相信号输入3H；别针。 3、5——按方案连接放大器上臂发加电容的端子；别针。 4——工作模式切换（选择）的控制信号输入；别针。 6和12——公共线的结论，电源的负极结论；别针。 7——直接信号输出3H；别针。 8——诊断单元的信号输出；别针。 9和10-电源的积极结论；别针。 11——反相信号输出3H；别针。 13和15-根据方案连接放大器下臂升压电容器的结论：引脚。 14 - 内部示例电压源的控制输出：引脚。 16——控制放大器状态的信号输入；指示信号输出；别针。 17——输出信号公共线。

为了满足智能功率控制的要求，微电路中内置了诊断和放大器控制/状态指示节点。诊断单元会通知负载电路中的紧急情况以及放大器过载。在节点（引脚 8）的输出处出现一个信号，其电平和性质很容易确定。负载发生了什么情况——与其中一根电源线短路、短路或开路。该信号经过微控制器处理后，可以应用于放大器的适当输入，从而将其置于安全模式。

控制/状态显示节点只有一个外部引脚16，既充当输入又充当输出。输入允许您控制放大器的状态。无论晶体的温度如何，高电平命令信号都会将放大器切换到 H 类模式（升压打开）。在平均命令信号电平下，放大器会切换到 B 类模式，而不管晶体的温度如何。低电平命令立即将放大器置于静音模式。放大器毫不延迟地从“静音”模式切换到“开启”模式，并且放大等级从 B 变为 H，反之亦然，发生在输入信号通过“零”的那一刻。

当没有控制电压施加到该输入时，它变成输出，并且可以从输出信号判断放大器的当前状态。输出电压可以采用三个离散级别——低、中和高。低水平表明这一点。放大器处于静音模式；中 - 在“On”模式下并在 B 类下运行，升压通过来自温度传感器的信号关闭（温度超过 120°C）；高 - 放大器以 H 类运行。晶体温度低于 120°C。将放大器从B类切换到H类发生在输入信号34通过“零”的时刻。

主要技术特点

额定电源电压，V ...... 14,4
消耗电流。嘛。在模式下负载断开
“开”和“静音”...... 110...150
典型值......110
“待机模式”下的电流消耗，uA......1...50
典型值......1
电压增益，dB......25...27
典型值......26
非线性失真系数为10%的H类模式下输出功率，W，不小于......60
典型值......70
0.5%......45
典型值......55
非线性失真系数为10%的B类模式下输出功率，W，不小于......16
典型值......20
非线性失真因数（典型值），%，输出功率1 W......0,03
20 瓦......0,06
触发动态失真检测器时的非线性失真系数值（典型值），%......10
20 Hz 至 20 kHz 频段内最高固有噪声电压 μV......150
“开启”和“静音”模式下电源电压纹波抑制深度，dB，不小于......60
典型值......70
差分输入输入电阻3H，kOhm，不小于......90
典型值......150
模式选择输入处的开关电压。 B、要将功放从“静音”模式切换到“待机”模式，至少......1
“待机”模式下的“静音”，不再...... 2
从“开启”模式开始的“静音”，丝毫不逊色......3.3
从静音模式“启用”，不再......4,2
模式选择输入处从“待机”模式到“静音”模式再返回的切换电压的电气迟滞，mV（典型值）...... 200
模式选择输入处从“开启”模式到“静音”模式再返回的切换电压的电气迟滞，mV（典型值）...... 200
模式选择输入端消耗电流，µA，不超过......20
通过模式选择输入从“待机模式”切换到“开启”模式的时间，ms.....50
“On”模式下输入34处的共模信号抑制比，dB，不小于......70
典型值......80
“静音”模式下输入端34处输入信号的衰减系数，dB，不小于……80
典型值......90
控制/指示单元（引脚14,4）输入端的高电平指令信号（16V）流入电流，mA，不大于……4
控制/指示单元输入端低电平指令信号流出电流，mA，不大于......0,4
控制/指示单元输入端从“静音”模式切换到“开启”模式的阈值电压，V，不再......2
控制/指示单元输入端从B类模式切换到“静音”模式的阈值电压V，不小于……1
控制/指示单元输入端从“静音”模式到“开启”模式再到 B 级再返回的切换电压的电气迟滞，mV（典型值）......200
控制/指示单元输入端从B类切换到H类模式的阈值电压，V，不再......4.2
控制/指示单元输入端从H类模式切换到B类模式的阈值电压，V，不小于......3,3
控制/指示单元输入端从 B 模式到 H 类模式以及返回的切换电压的电气迟滞，mV（典型值）.......200
控制/指示单元在“静音”模式下产生的输出电流，mA，不小于……2,2
“静音”模式（低输出电平）下控制/指示单元的输出电压，V，不再，输出电流为 2,2 mA........0,5
B类模式下控制/指示单元任意方向输出电流，μA，不小于......15
B 类模式下控制/指示单元的输出电压（平均输出电平），输出电流为 15 μA 时的 V
最低...... 2
最大...... 3
H级模式控制/指示单元输出漏电流，μA，不小于......140
H 类模式（高输出电平）下控制/指示单元输出电压，V，不小于，输出电流为 140 μA ...... Upit - 2,5
触发传感器的外壳温度。 °С ...... 120

操作限制

电源电压，V ...... 8 ... 18
控制/指示单元输入端的信号电压（引脚16），V，最大……Up，
最低...... 0
输出脉冲电流的最大幅度，A，具有周期（正弦）输出信号...... 8
冲动...... 10
最大功耗，W......60
热阻晶体-散热片，°С/W......1,5
热电阻晶体-环境。 °С/W......40
晶体的最高温度。 °С ...... 150
工作温度范围，°С......-55...+150

图 3 所示的简化时序图说明了放大器在不同模式下的工作情况。 XNUMX.

带诊断工具的 AF 功率放大器 TDA1562Q

在初始时刻to，电源电压Upit被施加到放大器，并且高电平信号Uin control/ind被施加到控制/指示单元的输入（引脚16）。

在 t 时刻，模式选择输入（引脚 4）接收到与放大器切换到“开启”模式相对应的高电平信号。参考电压源开始进入工作模式（引脚 14 处的电压增加）。在时间 t2 处的某个阈值电压处，放大器开启，并且负载两端出现 3H Umax XNUMXH 的电压。放大器工作在H类模式。

在时刻t3，控制/指示单元输入端的放大器切换至B类模式，如果3H输入信号的电压具有显着电平，则将立即发生输出信号的限制。

在时刻 t5，命令被发送到控制/指示单元的输入，以将放大器返回到 H 类模式。在信号 34 第一次转变为“零”时（时刻 U，将发生这种切换。在时间t7-t8，放大器处于“静音”模式，进入该模式和返回初始状态都与命令同步发生，无需等待通过“零”的转变。

在时间间隔 t9 - t12 中，放大器切换到相同的“静音”模式，但通过控制输入（引脚 4）处的信号 Uper.mode 进行切换。米。图3示出了在这种情况下，切换发生在3H信号穿过“10”的时刻(在时间t12和tXNUMX)。

如果电源电压降至 7V (t13)，放大器将立即进入静音模式，并在电源电压升至 9V (t14) 后立即返回开启模式。在时刻 t15，放大器切换到“待机模式”。

当微电路的引脚16用作控制/指示单元的输出时，在放大器打开的时刻(t1)，在该输出处出现输出信号。 control/ind，低电平，对应“静音”模式。放大器一开始工作 (t2)。在引脚 16 处，将出现高电平或中电平（如虚线所示），具体取决于微电路晶体加热的温度 - 低于 120°C 或更高。

放大器的切换和输出16的输出电平的变化发生在3H信号通过“零”的时刻(t4、t0、t10、t12)。例外情况是快速转换到“静音”模式并返回（t7、t8），而引脚 16 处的信号电平保持不变，以及降低电源电压的情况（t13、t14）。

诊断单元设计用于监控放大器的输出电路。有关负载紧急情况的信息被发送到引脚 8（集电极开路输出）。该输出端 U 信号的简化图如图 4 所示。 XNUMX.

带诊断工具的 AF 功率放大器 TDA1562Q

在正常模式下，引脚 8 为高电平 (t0 - t2)。在时间 t0 - t1 期间放大器输出处没有声音信号 Uout 的原因是向模式选择输入应用“静音”命令。

如果放大器的输出级过载，从而导致信号受到限制，动态失真检测器就会开始工作，并且诊断单元的输出端会出现窄的低电平脉冲 (t2 - 13)。该信号可以施加到输入电子衰减器（图2中未示出），这将降低3H输入信号的幅度，直到失真消失。

当一根或另一根输出线与正极电源线或公共线短路时，该输出线上的电压消失，并且在引脚 8 处，高电平被低电平取代 - 大约 0,6 V (t4)。消除紧急电路后，放大器输出端的电压在大约 20 ms (t5) 后自动恢复。

将放大器的输出端子相互短路会导致诊断单元的输出出现一系列周期为 50 ms (t20 - t6) 的短 (7 μs) 高电平脉冲。

将放大器从“待机”模式切换到“静音”或“开启”模式后，内置负载检测器会立即检查是否连接了负载。如果此时负载电阻超过100欧姆。然后负载检测器强制将放大器切换到“静音”模式，此时输出8处为低电平（在图4中用时间间隔t0-t1中的虚线示出）。

米。图5示出了热保护系统的操作。如果晶体温度不超过120°C，放大器可以在H类模式下工作（输出音频信号Uout.zch的幅度与时间的关系图上的实线）。同时，诊断单元的输出端和控制/指示单元的输出端均呈现高电平。

带诊断工具的 AF 功率放大器 TDA1562Q

当晶体温度升至120°C时，温度传感器将迫使放大器进入B类模式，控制/指示单元输出的高电平将变为中电平。

在这种情况下，由于某种原因，晶体的温度持续升高，达到 145°C，热保护单元会生成一个信号，诊断单元通过该信号将高输出电平更改为低电平，从而发出警告大约晶体温度接近最大允许值150°。该电压降可用于关闭输入信号或放大器本身。

达到最高温度后，输入信号电平必须降至零（温度为 160°C 时），以避免损坏微电路。

作者：V. Chudnov

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