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前言
デジタルパワー・アンプは低歪み、低ノイズ、広いダイナミックレンジが特徴です。音の温かみ／冷たさ、解像度、低周波のインパクト力に関しては、伝統的なパワー・アンプとは比較になりません。
デジタルパワー・アンプ向けインダクタの開発
デジタル電力インダクタ、いわゆるクラスD電力インダクタは、主にデジタル電力増幅回路の出力におけるフィルタリングに使用され、高音質と低歪みの設計要件を満たします。電力増幅器分野では当初、I字型のオープンインダクタが出力フィルタリングに使用されていました。このタイプのインダクタは電流抵抗が弱く、発熱しやすいため、低出力設計にのみ使用されます。また、オープン構造のため、放射干渉に対する耐性も比較的劣ります。その後、シールド付きプラグインインダクタが導入され、抗干渉能力が向上しました。しかし、コア材特性の制限により、飽和しやすく、依然として一部の低出力設計に限定されています。一方で、高出力出力設計では一般的に鉄粉コア材で作られたトロイダルインダクタが使用されます。トロイダルインダクタは抗干渉能力や電力面で大幅に改善されていますが、材料の透磁率が相対的に低いことから、設計要件を満たすために多くのターンを巻き取る必要があり、製品サイズが大きくなり、PCB面積を多く占有します。さらに、鉄粉コア材は線形性が悪く、歪みを引き起こしやすく、音質に影響を与えることがあります。
したがって、小容量・高出力出力設計において、フィルタインダクタの選択は次第にエンジニアにとって重要な課題となっています。
デジタル電源誘導器
小型化、高出力、低放射、低歪みという設計要件を満たすために、CODACAエレクトロニクスはCPD、CSD、CPE、CSADなど複数シリーズのデジタル電源インダクタを設計・開発しました。合計31シリーズ、160仕様が各種Dクラス高出力アンプ設計に成功裏に応用されています。
設計応用
以下は、InfineonのEVAL_AUDAMP24評価ボードです。これは、ハイエンドHi-Fiオーディオシステム向けに設計されたデュアルチャンネル、225W/ch（4Ωで±43V）または250W/ch（8Ωで±63V）のハーフブリッジデジタルパワーアンプです。この評価ボードでは、IGT40R070D1 E8220 CoolGaN™窒化ガリウムトランジスタとMERUS™ IRS20957SPBFコントローラICを使用して保護回路の実装と最適なPCBレイアウトの設計が示されています。
EVAL_AUDAMP24評価ボードのスキーム設計では、出力フィルタリングにCODACA Electronicsのデジタル電力インダクターシリーズCPD3119が採用されています。出力インダクターは比較的低抵抗であり、コンデンサは負荷電流と電圧に対して高い線形性を持っています。これにより、高効率と大出力電力を実現しながら、高忠実度を確保します。
[Infineon EVAL_AUDAMP24 評価ボード]
1.回路図
[Infineon EVAL_AUDAMP24 簡略化された回路図]
2.テスト条件:- Vbus = ±43 V- 入力信号: 1 kHz- 負荷 = 4 Ω- 周波数 = 500 kHz
[4Ω負荷における電力対THD+N]
[4 Ωステレオ負荷、±B供給 = ±43 V]
CODACAのデジタル電力インダクタは、以下の特長を持っています：
1. 高い飽和磁束密度の安定性：高いピーク電流時の磁気飽和に強く、スパイクノイズ信号を効果的にフィルタリングします。
2. 優れたシールド効果：強い電磁妨害（EMI）に抵抗します。
3. 無酸素銅エナメル線コイル設計: 優れた電気伝導性により、低歪みで超高速の信号伝送を実現します。
4. コンパクトなパッケージサイズ: さまざまな小型かつ高効率の設計に適しています。
CPD3119シリーズのデジタル電源インダクタは、9つのインダクタンス値があり、5.0μHから33μHまで対応し、飽和電流は21.5Aから70.0Aです。-40℃から+125℃の環境で連続稼働が可能です。
電気的特性:
飽和カーブ：
温度上昇カーブ：
サービス環境
動作温度: -40°Cから+125°C（コイルによる発熱を含む）。
環境基準
CPD3119デジタル電力増幅器インダクタは、RoHS、REACH、および無ハロゲン規格などの環境保護要件に準拠しています。
生産状況
量産中、ブリスタートレーで梱包、トレーごとに9個。サンプルアプリケーションをご用意できます。