手提拉杆音响主流功放芯片HX8110A方案

芯片功能说明

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l HX8110A是一款低 EMI,无需滤波器,AB/D类可选式音频功率放大器。14.4V工作电压时，最大驱动功率为27W（VDD=14.4V,4Ω BTL负载，THD<10%），音频范围内总谐波失真噪声小于1％（20Hz～20KHz)；

l HX8110A的应用电路简单，只需极少数外围器件；

l HX8110A输出不需要外接耦合电容或上举电容和缓冲网络；

l HX8110A采用ESOP8封装，特别适合用于小音量、小体重的便携系统中；

l HX8110A可以通过控制进入关断模式，从而减少功耗；

l HX8110A内部具有过流、欠压、短路以及过热自动关断保护机制；

l HX8110A工作稳定，通过配置外围电阻可以调整放大器的电压增益，方便应用。

芯片功能主要特性

l 低EMI，高效率，音质优良

l AB/D类切换、单通道

l VDD=14.4V，RL=4Ω，Po=27W，THD+N≤10%

VDD=12V，RL=3Ω，Po=23.5W，THD+N≤10%

VDD=12V，RL=4Ω，Po=20W，THD+N≤10%

VDD=7.4V，RL=2Ω，Po=13W，THD+N≤10%

l 宽工作电压范围5V—15V

l 优异的上掉电POP声抑制

l 采用ESOP8封装

芯片的基本应用

l 拉杆音箱、背包音箱

l 扩音器

l 大功率蓝牙音箱 、声霸

HX8110A 原理框图

芯片定购信息

表1  订购信息表

芯片型号	封装类型	包装类型	最小包装数量（PCS）	备注
HX8110A	ESOP8	管装	100/管

典型应用电路

注: 以上应用图中元件说明：

Ci：隔直电容，采用 0.1µF或更小的,进一步消除咔嗒-噼噗声和从输入端耦合进入的噪声。

Cs：电源去耦电容，采用足够低ESR的电容(小于 1µF),当VDD=12V时，为更好的滤除低频噪声，建议另加一个低ESR贴片电容（不小于 10µF）。去耦电容离VDD管脚越近越好，保持 1.5mm之内。

引脚分布图

HX8110A 管脚描述

管脚号	符号	描述
1	CTRL	使能控制管脚，以及AB/D类模式控制管脚
2	NC	空脚
3	INP	音源正相输入端
4	INN	音源负相输入端
5	VON	负相输出端
6	VDD	电源
7	GND	地
8	VOP	正相输出端

芯片特性说明

芯片最大极限值

参数	最小值	最大值	单位	说明
电源电压	5	16	V
储存温度	-65	150	oC
输入电压	-0.3	VDD	V
耐ESD电压	2000		V	HBM
节温	150		oC	典型值150
推荐工作温度	-40	85	oC
推荐工作电压	5.5	14.4	V
热阻
qJC(SOP)		35	oC/W
qJA(SOP)		140	oC/W
焊接温度		260	oC	10秒内

芯片性能指标特性

芯片特性 TA = 25°C (Unless otherwise noted)
符号	参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
AB类	D类
VDD	输入电压范围		5	12	15	V
Vout	输出电压范围					15	V
Vuvlo	VDD迟滞启动电压		5				V
fosc	振荡器频率				330		KHz
I(Q)	静态电流	VDD= 9V, no load		30	20		mA
I(SD)	关断电流	V(关断)=0V, VDD= 12V		5		μA
VOS	输出失调电压	VIN = 0V		10	10		mV
芯片特性 TA = 25°C (Unless otherwise noted)
符号	参数	测试条件	最小值	标准值	最大值	单位
AB类	D类
Po	输出功率	THD+N=10%,f=1kHz, RL=4Ω	14.4V			27		W
THD+N=10%,f=1kHz, RL=3Ω	12V			23.5	.
THD+N=1%,f=1kHz, RL=3Ω			19
THD+N=10%,f=1kHz, RL=4Ω		19	20
THD+N=1%,f=1kHz, RL=4Ω		15	16
THD+N=10%,f=1kHz, RL=2Ω	7.4V		12	12.5
THD+N=10%,f=1kHz, RL=4Ω		7	7.5
THD+N	总谐波失真和噪声	VDD=12V,PO=1W, RL=4Ω, f=1kHz		0.08	0.05		%

HX8110A应用说明

输入入电阻（Ri）

HX8110A 内部设有两级的放大，第一级增益可通过外置电阻进行配置，而第二级增益是内部固定的。全差分应用时，通过选择输入电阻的参数值可以配置放大器的增益（单端应用时增益减半）：

输出与反馈的平衡取决于电路的阻抗匹配情况，CMRR，PSRR和二次谐波失真的消除也可以得到优化。因此采用精度为1％的电阻优化的效果更为显著。在PCB布局时，输入电阻应尽量的靠近芯片的输入引脚以获得更好的信噪比效果和更高的输入阻抗。低增益和大电压信号可以使得芯片的性能更为突出。

退耦电容Cs

在放大器的应用中，电源的旁路设计很重要，特别是对应用方案的噪声性能及电源电压纹波抑制性能。

HX8110A 是一款高性能的音频功率放大器，需要适当的电源退耦以确保它的高效率和低谐波失真。退耦电容采用低阻抗陶瓷电容，尽量靠近芯片电源供电引脚，因为电路中任何电阻，电容和电感都可能影响到功率转换的效率。一个220uF或更大的电容放置在功率电源的附近会得到更好的滤波效果。典型的电容为220uF的电解电容并上1uF的陶瓷电容。

输入电容Ci

HX8110A  用在单端输入系统中，输入端是个高通滤波器，输入电容是必须的。输入端作为高通滤波器时，滤波器截止频率的计算公式如下：

（2）

输入电阻和输入电容的参数直接影响到滤波器的下限频率，从而影响放大器的性能。输入电容的计算公式如下：

（3）

如果信号的输入频率在音频范围内，输入电容的精度可以是±10％或者更高，因为电容不匹配会影响滤波器的性能。

过大的输入电容，增加成本、增加面积，这对于成本、面积紧张的应用来讲，非常不利。显然，确定使用多大的电容来完成耦合很重要。实际上，在很多应用中，扬声器（Speaker）不能够再现低于100Hz－150Hz的低频语音，因此采用大的电容并不能够改善系统的性能。 

除了系统的成本和尺寸外，噪声性能被输入耦合电容大小影响，一个大的输入耦合电容需要更多的电荷以达到静态直流电压（通常为电源中点电压即1/2VDD），这些电荷来自于反馈的输出，往往在器件使能时产生噪声。因此，基于所需要的低频响应的基础上最小化输入电容，开启噪声能够被最小化。

CTRL脚使能控制

CTRL管脚可以控制功放的开启和关闭，同时通过该管脚上的电平设置可以配置功放工作在D类或AB类模式，可通过外置的分压电阻控制管脚电平。

表6 芯片工作模式与CTRL管脚电压关系

CTRL管脚电压	工作模式
-0.3V~0.5V	低功耗关断
1.2V~2V	AB类(Class AB)工作模式
2.2V~VDD	D类(Class D)工作模式