数字功放参考方案设计与应用 数字功放电感选型

近日，宜普电源转换公司EPC宣布推出EPC9192参考设计。该参考设计可实现性能优越、紧凑型、高效率的D类音频放大器，广泛应用于家庭音响、专业音响、汽车音响等数字功放设备中。EPC9192采用了科达嘉电子自主研发设计的大电流数字功放电感CPD2315FA-100M，助力实现数字功放设备的高保真、低失真、低噪音。

01-方案设计与应用

EPC9192采用接地参考、分离式双电源单端（SE）设计，在4Ω负载时，每声道输出功率达700 W。在半桥拓扑结构中使用EPC的200V、EPC2307、eGaN® FET。两个通道也可以配置为桥接负载（BTL）模式，功率可达1400W / 8Ω。

EPC9192采用模块化设计，具有很高的灵活性和扩展性。包括1块 EPC9192主板、2块 EPC9558L PWM 调制器子板、2块 EPC9558P 功率级子板。可实现双通道数字功放，具有辅助管理电源和保护功能。用户能够实现PWM调制器和功率级定制电路，通过定制 PWM 调制器可以实现不同的调制技术，也可以改变开关频率。功率级板也可实现定制，从而可以对不同的器件进行评估和比较。

参考设计电路板如图 1 所示，EPC9192方案板原理图、EPC9558P 功率级子板原理图分别如图2、图3所示。

图1 ：EPC9192方案板

图2：EPC9192方案板原理图

图3：EPC9558P 功率级子板原理图
（资料来源：EPC网站）

1. 主要特性

◦ 每通道700 W @ 2-4Ω / 350 W @ 8Ω
◦具有BTL功能（1400 W @ 4-8Ω，>100 VRMS）
◦< 0.005% THD+N，> 120 dB SNR
◦频率响应：5 Hz - 20 kHz +/- 0.5 dB
◦过流、过热、欠压和过压保护功能

2. 性能测试

采用音频分析仪对音频进行测量，在8Ω负载条件下，对不同电源电压、不同输出功率下的效率进行了测试。
图4显示了在48V、70V和82V电源电压下，基于 GaN 晶体管的 D 类音频放大器在低功率范围 (a) 和高功率范围 (b) 的效率与输出功率之间的关系。测试显示：EPC9192评估板在 350 W/8Ω负载时的效率约为 96%。

图4a: 低功率下的效率

图4b: 高功率下的效率

图5 ：THD+N 与输出功率水平的关系，4Ω负载

图6：THD+N 与频率的关系1 W（实线）、10W（虚线）、100W（虚线），4Ω负载

02-数字功放电感产品特点

EPC9192参考设计功率级子板采用了科达嘉大电流数字功放电感CPD2315FA-100M。电感值10μH，饱和电流45.50A，产品尺寸23x23x15mm，工作温度为-40℃～+125℃。电感器采用宽温低功耗材料和扁平线圈绕组设计，具有低电阻、低温升、低损耗等特点，优异的电流稳定性和信号传输性能，紧凑型封装尺寸设计，适合各种小体积方案设计。

1.电气特性

CPD2315FA-100M饱和电流曲线：

CPD2315FA-100M温升电流曲线：

CPD2315FA系列目前有三个型号，电感值范围10～22μH，饱和电流45.5～23.5A，温升电流14A，可满足不同方案设计需求。

作为全球领先的磁性元件技术供应商，科达嘉电子专注功率电感研制23年。为了满足数字功放小体积、大功率、低辐射、低失真等设计需求，科达嘉电子自主研发了多个系列的数字功放电感。如：CPD、 CSD、CPE、CSAD、VSAD、VSD等多个系列。其中，CPD系列凭借大电流、低损耗、高效率、抗干扰能力强等优势，被英飞凌等全球知名的IC方案商多次写入参考设计中。

2. 科达嘉CPD系列产品特点

CPD系列数字功放电感具有以下特点：
◦紧凑型设计，节省 PCB 安装面积。
◦磁屏蔽结构，抗电磁干扰(EMI)性能强。
◦扁平线圈绕组，低电阻，低温升。
◦宽温低功耗材料，低磁芯损耗。

3. 应用环境

工作温度：-40℃～+125℃(包含线圈发热)。

4. 环保标准

符合RoHS，REACH，无卤等环保要求。

5. 生产情况

批量生产，交期4-6周，可申请样品。
如需了解详情或申请样品，请访问科达嘉官网。

审核编辑 黄宇