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Prefacio
Los amplificadores de potencia digitales tienen baja distorsión, bajo ruido y un amplio rango dinámico. En términos de calidez/frescura del sonido, resolución y la fuerza de impacto de las frecuencias bajas, son incomparables con los amplificadores de potencia tradicionales.
Desarrollo de Inductores para Amplificadores de Potencia Digital
El inductor de potencia digital, también conocido como inductor de potencia Clase D, se utiliza principalmente para filtrado en la salida de circuitos de amplificadores de potencia digital con el fin de cumplir con los requisitos de diseño de alta calidad de sonido y baja distorsión. En el campo de los amplificadores de potencia, inicialmente se utilizaron inductores en forma de I abierta para el filtrado de salida. Este tipo de inductor tiene una resistencia al corriente pobre y es propenso a calentarse, por lo que solo se utiliza en diseños de bajo poder. Debido a su estructura abierta, también tiene una capacidad relativamente pobre para resistir la interferencia de radiación. Posteriormente, se introdujeron inductores de inserción blindados, lo que mejoró la capacidad anti-interferencia. Sin embargo, debido a las limitaciones de las características del material del núcleo, son extremadamente propensos a saturarse y aún están limitados a algunos diseños de bajo poder. Al mismo tiempo, los esquemas de salida de alta potencia generalmente utilizan inductores toroidales fabricados con materiales de núcleo de polvo de hierro. Los inductores toroidales han mejorado considerablemente en términos de capacidad anti-interferencia y potencia, pero debido a la permeabilidad relativamente baja de sus materiales, se necesitan muchas vueltas para cumplir con los requisitos de diseño, lo que resulta en un volumen de producto grande, ocupando mucho espacio en el PCB, y los materiales de núcleo de polvo de hierro tienen una linealidad pobre, lo que fácilmente causa distorsión y afecta la calidad del sonido.
Por lo tanto, en el diseño de esquemas con bajo volumen y alta potencia de salida, la selección de inductores de filtro se ha convertido gradualmente en una preocupación clave para los ingenieros.
Inductores de potencia digital
Para cumplir con los requisitos de diseño de pequeño tamaño, alta potencia, baja radiación y baja distorsión, CODACA Electronics ha diseñado y desarrollado múltiples series de inductores de potencia digital, como CPD, CSD, CPE, CSAD, entre otros. En total, se han aplicado con éxito 31 series y 160 especificaciones en diversos diseños de amplificadores de alta potencia de Clase D.
Aplicación del Diseño de Esquemas
A continuación se encuentra la placa de evaluación Infineon EVAL_AUDAMP24, un amplificador de potencia digital de puente medio diseñado para sistemas de audio Hi-Fi de alta gama, con dos canales, 225W/ch (4Ω a ±43V) o 250W/ch (8Ω a ±63V). Esta placa de evaluación demuestra la implementación de circuitos de protección y el diseño de una disposición óptima de PCB utilizando transistores CoolGaN™ IGT40R070D1 E8220 de nitrógeno y controladores IC MERUS™ IRS20957SPBF.
El diseño del esquema de la placa de evaluación EVAL_AUDAMP24 utiliza la serie de inductores de potencia digital CPD3119 de CODACA Electronics para el filtrado de salida. El inductor de salida presenta una resistencia relativamente baja, y el capacitor muestra una alta linealidad con respecto a la corriente de carga y el voltaje. Esto asegura una alta fidelidad mientras se logra una mayor eficiencia y una mayor potencia de salida.
[Placa de Evaluación Infineon EVAL_AUDAMP24]
1.Diagrama Esquemático
[Diagrama Esquemático Simplificado de la Placa de Evaluación Infineon EVAL_AUDAMP24]
2.Condiciones de Prueba:- Vbus = ±43 V- Señal de Entrada: 1 kHz- Carga = 4 Ω- Frecuencia = 500 kHz
[Potencia vs. THD+N @ Carga de 4Ω]
[Carga de 4 Ω estéreo, suministro ±B = ±43 V]
Los inductores digitales de potencia CODACA tienen las siguientes características:
1. Densidad de flujo magnético de saturación alta y estable: Resistente a la saturación magnética bajo corrientes pico altas, filtrando eficazmente señales de ruido de pico.
2. Excelente efecto de blindaje: Buena resistencia a la interferencia electromagnética (EMI).
3. Diseño de bobina de alambre esmaltado de cobre libre de oxígeno: Una superior conductividad eléctrica permite la transmisión ultra-rápida de señales con baja distorsión.
4. Tamaño compacto del paquete: Adecuado para diversos diseños de esquemas de pequeño volumen y alta eficiencia.
La serie CPD3119 de inductores digitales de potencia tiene 9 valores de inductancia, que van desde 5.0μH hasta 33μH, con corrientes de saturación de 21.5A a 70.0A. Puede trabajar continuamente en un entorno de -40℃ a +125℃.
Características eléctricas:
Curva de saturación:
Curva de aumento de temperatura:
Entorno de servicio
Temperatura de funcionamiento: -40°C a +125°C (incluyendo el calor generado por la bobina).
Normas ambientales
El inductor del amplificador de potencia digital CPD3119 cumple con los requisitos de protección ambiental como RoHS, REACH y estándares libres de halógenos.
Estado de Producción
Producción en masa, empaquetado en bandejas de blíster, 9 piezas por bandeja. Se encuentra disponible una aplicación de muestra.