隨著數字功放（Class D放大器）技術的快速發展，大功率、多聲道、高性能功放系統在汽車音響、專業音響、家庭影院中廣泛應用。相較于傳統的甲類（A類）放大器和甲乙類（AB類）放大器，數字功放具備高開關頻率、高效率、大功率等優勢，開關頻率大于300KHZ，效率可達80%以上。

數字功放能夠保持良好的音頻性能并且提供更加精細的功率控制和誤差校正，讓用戶得到更好的音樂體驗。但是，數字功放的設計也會面臨較大挑戰，如何設計高性能、高線性度、低失真的Class D電感成為各大電感廠商努力追求的目標。另外，數字功放在高頻應用下可能會出現噪聲干擾和發熱問題，采用低損耗的磁芯材料和電感線圈設計，有利于降低交流損耗，減少發熱，減少數字功放噪音，提升音頻系統品質。

一、產品概述

為解決數字功放在高頻應用下的噪聲干擾和發熱問題，科達嘉先后推出了大電流數字功放電感CPD2320S、CPD3119SA、CPD3122SA等多個系列。該系列電感采用寬溫低功耗磁芯材料和利茲線線圈繞組，具有低AC損耗，寄生電容小，抗電磁干擾(EMI)性能強等特點，適用于寬頻寬溫環境。

其中，CPD3122SA系列已被成功應用于英飛凌REF_IRS2461S_5KW數字功放參考設計方案中。CPD3122SA電感值為8.20μH，DCR 為4.25mΩ，飽和電流可高達72A，可用于高保真音頻系統，如專業音響、汽車音響、發燒友級別的數字功放方案設計。

大電流數字功放電感CPD3122SA系列

二、產品特點

1、低損耗、高效率

數字功放電路屬于高功率密度方案設計，輸出效率的高低關系到功放設計的品質。由于數字功放小體積，大功率的特點，整體散熱面積相對較小，在大電流的設計需求下，磁芯損耗相比其他電路拓撲要大。因此，采用低損耗的磁芯材質設計電感，降低磁芯損耗，可減少磁芯發熱量，提升整機的輸出效率很有必要。

科達嘉大電流數字功放電感CPD3122SA系列采用寬溫低損耗的錳鋅鐵氧體材質，具有極低的磁芯損耗。同時，電感采用利茲線線圈繞組設計，在高頻應用下有效降低銅線肌膚效應帶來的交流損耗，具有更好的溫度穩定性、更高的輸出效率。

2、寬頻寬溫，良好的線性度

高溫環境下，電感表面溫度變化會導致電流線性度和頻率線性度變化，進而影響數字功放的濾波性能，引起音頻系統級性能降級。要確保功放高品質音質輸出，濾波電感需要滿足寬頻寬溫的特性。

另外，電感值在大電流的應用條件下會有不同程度的衰減，這樣會影響電感電流線性度。試驗證明，電感值衰減過大的時候，失真度會隨之增加。因此具有良好的電流線性度（電感的直流偏置能力）的電感器才能使輸出音質得到明顯提升。

科達嘉大電流數字功放電感CPD3122SA通過材料選擇、設計和工藝創新，在高頻高溫環境下仍然保持穩定的電流線性，保障高音質輸出。

3、持續大電流工作性能

電感表面溫度主要來自磁芯損耗和線圈銅損。通常工程師在設計電感的時候要根據應用端的需求，平衡磁芯損耗和線圈損耗的占比，合理設計線圈結構和磁芯氣隙，將損耗設計在控制范圍以內。

科達嘉研發團隊通過結構的創新設計，工藝的優化升級，針對不同的應用場景科學合理選材，最大限度使電感磁損在可控范圍內的前提下，降低線圈的直流損耗、渦流損耗，保障電感在持續大電流工作環境下的優秀電氣性能。CPD3122SA電氣特性受溫度影響小，工作溫度為：-40℃～ +125 ℃，具有優秀的抗飽和能力。

電氣特性如下：

CPD3122SA-8R2飽和電流曲線

CPD3122SA-8R2溫升電流曲線

4、抗電磁干擾能力強

數字功放屬于小體積、高功率密度設計，高密度安裝必然帶來EMC問題，科達嘉數字功放電感CPD3122SA采用磁屏蔽結構設計，抗電磁干擾(EMI)性能強。

三、方案設計及應用

大電流數字功放電感CPD3122SA系列可應用于數字功放電路輸出端濾波，已被成功應用于英飛凌功率放大器REF_IRS2461S_5KW參考設計中，REF_IRS2461S_5KW功率放大器參考設計適用于汽車音響或大功率音頻系統應用。

電感器的電感量隨負載電流偏置而變化，這會導致音頻輸出失真。磁芯飽和會顯著增加電感器紋波，從而立即觸發過流保護，因此需要使用飽和點高于峰值負載電流的電感器。在REF_IRS2461S_5KW參考設計中綜合考慮到電感器在溫升條件下的IRMS額定值（1/8額定功率和最大負載電流的峰值電流），以及ISAT（>52A）和IRMS（>36A）額定值，采取了兩個8.2μH電感器CPD3122SA-8R2M進行串列設計，具體如下：

1、原理圖：

英飛凌REF_IRS2461S_5KW原理圖

功率vs.THD+N@4Ω負載測試

2Ω、4Ω 和 8Ω負載下頻率響應測試

2、測試結論

英飛凌REF_IRS2461S_5KW參考設計方案選擇科達嘉CPD3122SA-8R2M進行輸出濾波，輸出電感的電阻相對較小，和電容器相對于負載電流和電壓的線性度較高。數字功放在具備高保真的同時,也具備了更高的效率和更大的輸出功率。

四、更多數字功放電感

為滿足數字功放小體積、大功率、低失真的設計需求，科達嘉電子設計開發了多個系列的數字功放電感，如：CPD、CSD、CPE、CSAD等，并有多個電感產品被應用于英飛凌數字功放參考設計中。

科達嘉數字功放電感應用于英飛凌參考設計

科達嘉電子專注功率電感研發22年，可根據客戶特殊需求快速定制產品。公司擁有CNAS認可的實驗室，可自主按照磁性元件產品驗證標準進行測試和認證。

審核編輯 黃宇