اندکتور تقویت‌کننده قدرت دیجیتال در طراحی ارجاعی Infineon EVAL_AUDAMP24 استفاده شده است

مقدمه

تقویت‌کننده‌های قدرت دیجیتال ویژگی‌های کم تحریف، کم نویز و محدوده دینامیک گسترده دارند. از نظر گرما/سرمای صدا، قطعه‌بندی و نیروی ضربه‌ای فرکانس‌های پایین، آنها با تقویت‌کننده‌های قدرت سنتی قابل مقایسه نیستند.

توسعه اندکتورها برای تقویت‌کننده‌های قدرت دیجیتال

اندوکتور قدرت دیجیتال، که همچنین به عنوان اندوکتور قدرت کلاس D شناخته می‌شود، عمدتاً برای فیلترینگ در خروجی مدارهای پوش‌بخش دیجیتال استفاده می‌شود تا نیازهای طراحی با کیفیت صدا بالا و تحریف کم را برآورده کند. در حوزهٔ پوش‌بخش‌ها، ابتدا اندوکتورهای I-شکل باز برای فیلترینگ خروجی استفاده می‌شدند. این نوع اندوکتور مقاومت جریان ضعیفی دارد و به راحتی گرم می‌شود، بنابراین فقط در طرح‌های قدرت کم استفاده می‌شود. به دلیل ساختار باز آن، ظرفیت مقاومت نسبت به اغتشاش اشعه‌ای نیز ضعیف است. بعداً، اندوکتورهای گیره‌ای شیلد شده معرفی شدند که ظرفیت مقاومت نسبت به اغتشاش را بهبود بخشیدند. اما به دلیل محدودیت‌های مواد هسته، به راحتی به حالت饱满 می‌رسند و همچنان به طرح‌های قدرت کم محدود هستند. در عین حال، طرح‌های خروجی قدرت بالا معمولاً از اندوکتورهای حلقه‌ای ساخته شده از مواد هستهٔ ژوله‌ای استفاده می‌کنند. اندوکتورهای حلقه‌ای در زمینهٔ مقاومت نسبت به اغتشاش و قدرت بهبود زیادی یافته‌اند، اما به دلیل نفوذپذیری پایین مواد خود، باید تعداد زیادی گردان پیچ شود تا نیازهای طراحی را برآورده کند، که منجر به حجم بزرگ محصول و اشغال فضا زیاد روی PCB می‌شود. همچنین، مواد هستهٔ ژوله‌ای خطیت ضعیفی دارند که باعث تحریف می‌شود و کیفیت صدا را تحت تأثیر قرار می‌دهد.
بنابراین، در طراحی طرح‌های با حجم کوچک و خروجی قدرت بالا، انتخاب اندازه‌گیرها فیلتر تدریجاً به یک نگرانی کلیدی برای مهندسان تبدیل شده است.

سلف‌های قدرت دیجیتال

برای برآوردن نیازهای طراحی شامل اندازه کوچک، قدرت بالا، تابش پایین و تحریف کم، الکترونیک CODACA چند سری از اندازه‌گیرهای قدرت دیجیتال طراحی و توسعه داده است، مانند CPD، CSD، CPE، CSAD، و غیره. کل 31 سری و 160 مشخصه با موفقیت در طراحی طرح‌های مختلف پوشش داده شده است از قبیل دیگر قدرت بالا کلاس D.

استفاده در طراحی طرح

در ادامه، برد ارزیابی Infineon EVAL_AUDAMP24 آورده شده است، که یک پوشش دو کانالی، 225W/چ (4Ω در ±43V) یا 250W/چ (8Ω در ±63V) نیمه-پل دیجیتال قدرت بالا برای سیستم‌های صوتی Hi-Fi عالی طراحی شده است. این برد ارزیابی، پیاده‌سازی مدارهای حفاظت و طراحی بهینه چیدمان PCB را با استفاده از تراanzیستورهای گالیوم نیترید CoolGaN™ IGT40R070D1 E8220 و IC کنترل‌کننده MERUS™ IRS20957SPBF نشان می‌دهد.
طراحی طرح EVAL_AUDAMP24 که توسط شرکت CODACA Electronics انجام شده است، از سری خازن دیجیتال CPD3119 برای فیلترینگ خروجی استفاده می‌کند. خازن خروجی مقاومت نسبتاً پایینی دارد و خازن نیز خطیت بالایی نسبت به جریان بار و ولتاژ نشان می‌دهد. این موضوع باعث می‌شود که با دقت بالا، کارایی بیشتر و قدرت خروجی بیشتری داشته باشیم.

[Infineon EVAL_AUDAMP24 Evaluation Board]

1. نمودار طرح

[Infineon EVAL_AUDAMP24 نمودار طرح ساده‌سازی شده]

2. شرایط آزمایش: - Vbus = ±43 V - سیگنال ورودی: 1 kHz - بار: 4 Ω - فرکانس: 500 kHz

[توان نسبت به THD+N @ بار 4Ω]

[بار 4 Ω استریو، تأمین کننده ±B = ±43 V]

اندوکتورهای قدرت دیجیتال CODACA ویژگی‌های زیر را دارا هستند:
1.چگالی مغناطیسی اشباع بالا و پایدار: مقاومت در برابر اشباع مغناطیسی تحت جریان‌های پیک بالا، فیلتر کردن مؤثر سیگنال‌های نویز اسپایک.
2.اثر شیلدینگ عالی: مقاومت قوی در برابر اغتشاش الکترومغناطیسی (EMI).
طراحی مدار سیم پوشش‌دار مس بدون اکسیژن: هدایت الکتریکی برجسته به انتقال سیگنال فوق‌السرعت با تحریف کم کمک می‌کند.
حجم بسته‌بندی فشرده: مناسب برای طراحی‌های مختلف با حجم کم و کارایی بالا.

سری CPD3119 از اندرکت‌های قدرت دیجیتال 9 مقدار اندرکت دارد، که از 5.0μH تا 33μH متنوع است، با جریان‌های اشباع بین 21.5A تا 70.0A. آن می‌تواند در محیطی با دمای بین -40℃ تا +125℃ کار مداوم داشته باشد.

ویژگی‌های الکتریکی:

منحنی اشباع:

منحنی افزایش دما:

محیط خدماتی

دماهای عملیاتی: -40°C تا +125°C (شامل گرما تولید شده توسط قله).

معیارهای زیست‌محیطی

اندوکتور پوسترهای قدرت دیجیتال CPD3119 مطابق با الزامات حفاظت محیط زیست مانند RoHS، REACH و استانداردهای بدون هالوژن است.

وضعیت تولید

تولید انبوه، در بسته‌بندی تراشه‌ای، ۹ عدد در هر تراشه. نمونه اپلیکیشن موجود است.