Texas Instruments TAS2780數字輸入單聲道D類音頻放大器經過優化，可有效地將高峰值功率驅動到小型揚聲器中。該款D類放大器在18V電源電壓下為4Ω負載提供25W連續功率，THD+N小于1%。該器件具有寬電壓輸入范圍和高輸出功率，非常適合用于電池或線路供電系統。

數據手冊：*附件：Texas Instruments TAS2780數字輸入單聲道D類音頻放大器數據手冊.pdf

TI TAS 2780數字輸入單聲道D類音頻放大器可用作傳統放大器或采用基于主機的揚聲器保護算法。集成的揚聲器電壓和電流檢測允許通過返回I^2^S路徑向保護算法提供揚聲器條件的實時反饋。

TAS2780Y橋電源構架通過內部選擇電源來實現最佳余量，從而提高效率。此外，具有多個閾值的掉電預防方案可在電源下降時降低信號路徑增益。多達八個TAS2780器件可以通過I^2^S/TDM + I^2^C接口共享公共總線。

TAS2780采用30引腳HR-QFN封裝，實現緊湊的PCB占位。

特性

• 主要特性
  • 23V電源，用于D類輸出級
  • Y橋多級電源架構
  • 擴頻控制
  • 超聲波輸出支持高達40kHz
• 輸出功率：
  • 25W, 1% THD+N (4Ω, 18V)
  • 最大輸出功率：30W，10% THD+N
• 效率 (1% THDN) 和功耗
  • 83%（1W、4Ω、PVDD=12V、VBAT1S=3.8V時）
  • 83%（1W、8Ω、PVDD=18V、VBAT1S=5V時）
  • 85%（1W、4Ω、PVDD=18V、VBAT1S=5V時）
  • 85%（15W、4Ω、PVDD=18V、VBAT1S=5V時）
  • 93%（1W、8Ω、PVDD=18V、VBAT1S=5V時）
  • 硬件關斷模式下<0.5μA
• 電源和管理：
  • 3V至23V PVDD
  • 2.7V至5.5V VBAT1S
  • 1.8V AVDD
  • 1.8V/3.3V IOVDD
• 接口和控制：
  • 用于回聲消除的SDOUT
  • I^2^S/TDM：8通道，每通道32位，高達96KSPS
  • I^2^C：具有快速模式+的可選地址
  • 芯片間通信總線
  • 采樣率：44.1kHz至96kHz
• 集成揚聲器管理、保護和EMI：
  • 實時IV-sense，用于揚聲器保護
  • 短路和開路負載保護
  • 熱保護和過流保護
  • 帶功率限制器的掉電保護
  • 過功率和低電池保護
  • PVDD和VBAT1S電源跟蹤限制器
  • 熱折返
  • 后置濾波器反饋
  • 輸出轉換率控制

框圖

TAS2780數字輸入單聲道D類音頻放大器技術解析

一、產品概述

TAS2780是德州儀器(TI)推出的一款高性能數字輸入單聲道D類音頻放大器，專為高效驅動揚聲器而優化。該器件采用先進的Y-Bridge多級電源架構，集成了揚聲器IV(電流/電壓)檢測功能，適用于筆記本電腦、智能音箱、平板電腦和無線音箱等應用場景。

關鍵特性包括：

• 工作電壓范圍：PVDD 3V至24V，VBAT1S 2.7V至5.5V
• 輸出功率：25W(4Ω, 18V, 1% THD+N)，最大30W(10% THD+N)
• 高效率：85%@15W(4Ω, 18V)
• 集成揚聲器保護功能(實時IV檢測、短路/開路保護等)
• 支持I2S/TDM(8通道32位，最高96kSPS)和I2C接口

二、核心技術解析

1. Y-Bridge電源架構

TAS2780采用創新的Y-Bridge電源架構，可智能選擇PVDD或VBAT1S供電以獲得最佳性能：

• 高壓PVDD用于大功率輸出
• 低壓VBAT1S用于小信號時提高效率
• 自動切換機制確保無縫過渡

2. 實時IV檢測技術

器件集成了高精度電壓和電流檢測ADC(16位分辨率)，可實時監測揚聲器狀態：

• 電壓檢測范圍：16Vpk
• 電流檢測范圍：5A
• 動態范圍：70dB(電流)，75dB(電壓)
• 支持后濾波器反饋(PFFB)補償外部濾波器的電壓降

3. 高級保護功能

TAS2780提供全面的保護機制：

• ?電源管理?：Brownout預防、過功率/低電池保護
• ?熱保護?：熱折返(142°C關斷)和熱梯度檢測
• ?負載保護?：短路/開路檢測、過流保護(6.6A max)
• ?時鐘監控?：自動檢測無效的SBCLK/FSYNC比率

三、典型應用設計

1. 電源配置方案

器件支持多種工作模式：

• ?PWR_MODE0?：僅使用PVDD供電
• ?PWR_MODE1?：Y-Bridge模式(高功率VBAT1S)
• ?PWR_MODE2?：Y-Bridge模式(低功率VBAT1S)
• ?PWR_MODE3?：超聲波應用專用模式

2. 布局建議

關鍵布局注意事項：

• 使用寬走線處理大電流路徑(PVDD/VBAT1S/輸出)
• PGND直接連接至地平面
• VSNS_P/N應盡量靠近揚聲器連接
• 自舉電容盡可能靠近BST引腳
• 去耦電容靠近電源引腳放置

3. 外部元件選擇

推薦使用：

• VBAT1S去耦電容：10μF(X7R)
• PVDD去耦電容：100nF+22μF(X7R)
• 可選EMI濾波器：120Ω@100MHz鐵氧體磁珠
• 自舉電容：100nF(6V)

四、性能表現

實測性能數據(18V PVDD, 4Ω負載)：

• ?THD+N?：<0.01%(1W), <1%(25W)
• ?效率?：83%@1W, 89%@15W
• ?PSRR?：>110dB(217Hz)
• ?待機電流?：<0.5μA(硬件關斷)

五、應用場景推薦

1. ?高端筆記本電腦?：利用其高效率和緊湊封裝(4mm×3.5mm HR-QFN)
2. ?智能音箱?：發揮實時IV檢測和高級保護功能優勢
3. ?便攜式設備?：低電壓工作(最低3V PVDD)適合電池供電
4. ?超聲波應用?：專用模式支持高達40kHz輸出