数字功放电感的发展及应用案例
前言
数字功放具有失真小、噪音低、动态范围大等特点、在音质的冷暖度、解析力、低频的震撼力度方面是传统功放不可比拟的。
数字功放用电感发展
数字功放电感又称为D类功放电感，主要应用于数字功放电路输出端滤波，满足高音质、低失真的设计需求。在功放领域，早期是采用开放式的工字型电感进行输出端滤波，这类型电感耐电流能力差，容易发热，所以仅用于小功率方案设计，由于是开放式结构，抗辐射干扰能力也表现得比较欠缺。随后推出的屏蔽式的插件电感，在抗干扰能力方面有所提升。但是由于受磁芯材质特性的限制，极容易饱和，依旧限于一些小功率的方案设计中应用；同期的大功率输出方案，一般均采用铁粉芯材质的环形电感， 环形电感在抗干扰能力和功率方面都得到很大的提升，但是因其材质磁导率相对较低的原因，需要绕制很多匝数来满足设计需求，因而造成产品体积庞大，占用了大量的PCB面积，且铁粉芯类材质其线性度比较差。容易造成失真，影响音质效果。
因此，小体积大功率输出的方案设计中，对滤波电感的选型逐渐已经成为工程师们重点关注的问题。
数字功放电感
为了能够满足小体积、大功率、低辐射、低失真的设计需求，科达嘉电子设计开发出多个系列的数字功放电感。如：CPD、 CSD、CPE、CSAD等，共计31个系列，160个规格，并且已经成功应用到各D类大功率功放方案设计当中。
方案设计应用
以下为英飞凌EVAL_AUDAMP24 的评估板。是一款双通道、225W/ch（±43V 时为 4Ω）或 250W/ch（±63V 时为 8Ω）半桥数字功放功率放大器，用于高端 Hi -Fi音频系统。该评估板演示了如何使用IGT40R070D1 E8220 CoolGaN™ 氮化镓晶体管与 MERUS™ IRS20957SPBF控制器 IC，实施保护电路，并设计最佳 PCB 布局。
EVAL_AUDAMP24 的评估板方案设计采用了科达嘉电子数字功放电感CPD3119系列进行输出滤波，输出电感的电阻相对较小，和电容器相对于负载电流和电压的线性度较高。在具备高保真的同时,也具备了更高的效率和更大的输出功率。
【英飞凌EVAL_AUDAMP24评估板】
1.原理图：
英飞凌EVAL_AUDAMP24 简化原理图
2.测试条件：Vbus = ± 43 V，输入信号：1 kHz 负载= 4 Ω 频率 = 500 kHz
功率 vs. THD+N @4Ω负载
4 Ω load stereo, ±B supply = ±43 V
科达嘉数字功放电感具有以下特点：
1、 具有稳定的高饱和磁感应强度，不容易在高峰值电流情况下发生磁饱和，可以有效的滤除尖峰杂波讯号。
2、 具有极好的屏蔽效果，抗电磁干扰能力强；
3、 线圈采用无氧铜漆包线设计，优异的导电性能，具备极速的信号传递能力，低失真。
4、 紧凑型封装尺寸设计，适合各种小体积高效率方案设计应用。
CPD3119系列数字功放电感共有9种感量，范围从5.0μH~33μH，饱和电流21.5A~70.0A,可在-40℃~+125℃环境下持续工作。
数字功放电感CPD3119
电气特性
CPD3119电气特性
饱和曲线：
CPD3119饱和曲线
温升曲线：
CPD3119温升曲线
使用环境
工作温度：-40℃～+125℃(包含线圈发热)。
环保标准
CPD3119数字功放电感符合RoHS，REACH，无卤等环保要求。
生产情况
批量生产，吸塑盘包装，9pcs/盘，样品申请。
英飞凌数字功放参考设计EVAL_MA5302MS选用科达嘉电感
2023年12月，全球领先的IC方案商英飞凌最新发布了适用于数字功放的参考设计EVAL_MA5302MS。该参考设计选用了科达嘉自主研制的数字功放电感CPD2315-100M、CPD1715F-100M，可广泛应用于AV 接收器、家庭影院系统、迷你音响、有源音箱、低音扬声器、乐器放大器、汽车功放等设备，具有高音质、低噪音、效率高等特点。
方案设计及应用
EVAL_MA5302MS_200Wx2评估板是一款双通道、200 W/ch（±28.5 V 时为2Ω，带散热片）的半桥数字功放功率放大器，适用于Hi-Fi 音频系统。该评估板演示了如何使用MA5302MS IC，实施保护电路以及设计最佳 PCB 布局。
EVAL_MA5302MS_200Wx2 评估板采用双通道自振荡型PWM 调制器，元件数量少，性能高，设计坚固。在电感选型上，选用了科达嘉数字功放电感CPD2315-100M、CPD1715F-100M进行输出滤波。通过对数字功放设备的音频测试结果显示，输出电感的电阻相对较小，和电容器相对于负载电流和电压的线性度较高，在具备高保真音频效果的同时，具备更高的效率和更大的输出功率。
【英飞凌EVAL_MA5302MS评估板】
1、方案原理图
【英飞凌EVAL_MA5302MS原理图】
2、音频性能测试
测试条件：Vbus =±28.5V，输入信号1kHz，负载=2Ω，频率=400kHz
【功率vs. THD+N 2Ω负载测试】
【频率响应2Ω负载测试】
【EVAL_MA5302MS_200X2 2Ω负载立体声, ±B supply = ±28.5 V】
数字功放电感产品特点
英飞凌EVAL_MA5302MS评估版选用的数字功放电感CPD2315-100M、CPD1715F-100M由科达嘉电子自主研制。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。为了满足小体积、大功率、低辐射、低失真等设计需求，科达嘉电子设计开发了多个系列的数字功放电感。如：CPD、 CSD、CPE、CSAD、VSAD等多个系列，并且已经成功应用到各D类大功率功放方案设计当中。
科达嘉数字功放电感CPD1715F、CPD2315系列
1、产品特点
CPD系列数字功放电感具有以下特点：
● 磁屏蔽结构，抗电磁干扰(EMI)性能强，低辐射。
● 组立式设计，结构坚固。
● 高电感值，大电流，低磁损，低阻抗，寄生电容小。
● 采用耐高温铜线，具有优异的电流稳定性和信号传输性能，低失真。
● 紧凑型封装尺寸设计，适合各种小体积高效率方案设计应用。
2、电气性能
方案中选用的CPD1715F-100M电感值为10μH，饱和电流29A，温升电流17A，可在-40℃~+125℃环境下持续稳定工作。CPD1715F系列通过了AEC-Q200认证，具有高可靠性特点。
CPD1715F饱和电流曲线
CPD1715F温升电流曲线
CPD2315-100M电感值为10μH，饱和电流39A，温升电流14A，可在-40℃~+125℃环境下持续稳定工作。
CPD2315饱和电流曲线
CPD2315温升电流曲线
3、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。
相关问答
ic电阻电容电感是什么?
电感,电容属于线性元件,而IC属于非线性元件,就是加的电压不同,体现的电阻值不同。要说区别,其实太多了。前者属于电器元件,后者属于电子元件。电容电感只...
ic输出电感公式的KRIPPLE怎么取-151****6721的回答-懂得
电感设计原则一:电感不饱和(感值下降不超出合理范围)由磁滞回线图可以看出,H加大时,B值也同时增加,但H加大到一定程度后,B值的增加就变得...
电容电感跟IC有什么差别?
电感,电容属于线性元件,而IC属于非线性元件,就是加的电压不同,体现的电阻值不同。要说区别,其实太多了。前者属于电器元件,后者属于电子元件。电容电感只...
ic输出电感公式的KRIPPLE怎么取-e9TOT8lYAH的回答-懂得
这个公式应该是脱胎于L*dI=V*dt,那么这里Kripple应该是(Imax-Irms)/Irms.电感设计原则一:电感不饱和(感值下降不超出合理范围)由磁滞回线图可以看...
NS4110ANS4110B是20W单声道D类功放IC?
[回答]d类功放是新型功放,目前还没几乎破关,还不是最先进设备的功放。以后就可以是。LM3886:是美国国家半导体公司(NS公司)新出的一款记下压、过高温维护...
看电路书上遇到的小问题.电容的电流应该为Ic=C*du/dt.电感...
[最佳回答]换路的瞬间电感电流不能突变但是随着时间的变化电流会减小或增大电容电压不能突变但是随着时间的变化电压会减小(放电)或增大(充电)换路的...
电容电感电阻并联,Xc=Xl=R,只知道总电流为3A,求各个元件通过...
[最佳回答]三个不同的负载并联,电容与电感的电流方向刚好相反,对于总电流没影响,所以总电流3A就是流过电阻的电流IR=3A,由于是并联电路,加在三个负载两端的电...
自己怎么做电感线圈-懂得
1、根据自己所需找一个合适直径的圆柱体。2、准备一定量漆包线,一圈一圈的结实的绕在提前准备好的圆柱体上,绕够一定的圈数即可。扩展资料:自制电感...
ic底座作用?
IC插座的作用就是方便使IC卡插入。多引脚的集成电路就叫做IC,可以插入IC的脚座就是集成电路插座,也叫IC插座。IC(集成电路)是一种微型电子器件或部件。采用...
Ic=jwcU是什么公式?
电感元件的阻抗的复数的直角坐标表达形式就是jwL,所以该式就是求解电压相量U的复数运算电感元件的阻抗的复数的直角坐标表达形式就是jwL,所以该式就是求解电...
