迷你低电压BTL功放DIY——功率3W，待机电流仅01微安

随着各种便携式数码产品的普及，对功放IC的要求也越来越高。像以前常用的LM386、TDA2822M这类功放IC的外围电路较复杂，在低电压下输出功率小，并且待机耗电也较大。本文介绍一款用迷你音响里常用的低电压BTL功放IC制作的迷你BTL功放电路，其工作电压范围为2～6V，并且电路简洁，输出功率大（在电源电压为5V，RL为4Ω时，输出功率可达2.5W）。该功放电路还带有关断控制端，可以输入一个TTL信号来控制整个功放电路的工作与否，处于关闭状态时，整个功放电路的待机电流仅有0.1μA。

▲ 迷你低电压BTL功放电路原理图。

电路如上图所示。LM4871 是美国NSC公司生产的一款适用于各种便携式数码产品的低电压BTL功放IC，其工作电压范围为2～6V，静态电流为6.5mA（典型值），若处于关闭状态时，整个IC的工作电流仅有0.1μA。

​▲ LM4871的内部电路框图。

LM4871功放电路的闭环放大倍数可由④、⑤脚外接的电阻R1和R2调整。减小电阻R1的阻值，或增大电阻R2的阻值，皆可提高电路的闭环放大倍数。由于该功放电路的输入电阻就是R1的阻值，故R1不宜取值过小。想提高电路的放大倍数，一般通过增大R2的阻值来实现。 本电路的最低工作频率由C1和R1决定，增大C1的容量，可以使电路的低音更丰富。一般C1的大小视前级信号源而定。​

LM4871引脚功能介绍

​​​​​▲ LM4871的引脚功能。

LM4871的①脚为关断控制端，该端为高电平时，LM4871处于关断状态，此时整个电路不工作，处于微功耗待机状态。正常工作时，①脚应接低电平。 LM4871的关断控制功能很实用，譬如用于热释电红外报警器的功放电路，平时前级检测电路输出一个高电平信号加至LM4871的①脚，使其处于关断状态，这样可以减小静态耗电。若需要发出报警声时，只要输出一个低电平信号，即可使LM4871工作。假设采用TDA2822M作为功放电路，想关断该IC来降低静态耗电，需要添加电子开关才能实现。

LM4871的②脚为电压基准端，该端一般通过一个1μF的电容接地；③、④脚分别为同相输入端和反相输入端；⑤、⑧脚为BTL输出端；⑥脚为电源正端；⑦脚为电源负端。

▲ SOP-8封装的LM4871的外形。

LM4871的封装一般有两种，即DIP-8封装和SOP-8封装。一般SOP-8封装的更常见一些。​

▲ LM4871的主要电参数。

从上图可见，LM4871在电源电压为5V时，若RL为3Ω时，输出功率为3W；RL为4Ω时，输出功率为2.5W；RL为8Ω时，输出功率为1.2W。

制作时，电容C1～C3可以选用独石电容或瓷片电容，C4选用470μF/10V的铝电解电容。若不需要使用LM4871的关断控制端，开关K亦可以省略，而将LM4871的①脚直接接地。上述的LM4871构成的BTL功放电路可以直接使用一节18650锂电池作电源，将锂电池及整个电路装在音箱里，这样便可以作为迷你有源音箱使用。

若想了解更多的新型IC应用知识，请关注本头条号。谢谢。

拆解报告：Sonos搜诺思Play1无线智能音箱

Sonos（搜诺思）是一个专注于无线音响领域的音频品牌，公司成立于2002 年，总部位于美国加利福尼亚州圣巴巴拉市，主要经营一体化无线智能音响、智能家庭影院音响、无线智能音响连接器设备。目前Sonos在全球范围内与100+流媒体平台有合作，产品在60多个国家销售。

此次我爱音频网拆解的是Sonos搜诺思Play:1无线智能音箱，它采用WiFi连接而非蓝牙连接，可以两个音箱连接组成TWS对箱，也可以与Sonos的其他产品联动，组成家庭音响系统。而且Sonos搜诺思Play:1支持壁挂，有防潮设计，适合不同的家庭音响方案。下面就通过我爱音频网的详细拆解看一下其内部结构吧~

一、Sonos搜诺思Play:1无线智能音箱 开箱

发布时间较早的一款产品，包装什么的都找不到了，直接上主角Sonos Play:1音箱和充电线。

供电线材，由三星代工，和三星显示器配线是一样的。

L型两脚扁平插头。

L型8字插头。

音箱正面，有较大面积的金属防尘保护网，顶部和底部是白色的壳体过渡，非常简约。

Sonos搜诺思的品牌Logo。

音箱背部中间部分金属网有断层，让下面的网线接口看上去不会太突兀。

四分之一英寸的螺纹口，方便挂在墙上或支架上；下面是10/100Mbps以太网端口，有线连接更稳定。

音箱顶部，壳体略微内凹，中间有一排按键。

按键区域特写，从上至下依次是播放/暂停键，指示灯和音量增减键。

音箱底部展示，中间区域有部分产品信息：Sonos Play1，无线网络多媒体终端，全能音乐播放器。电源输入：100-240V~50/60Hz，1A。

充电接口位于音箱底部。

壳体上有凹槽，便于通电时音箱平放在桌面。

音箱底部的橡胶防滑垫，边角处有凸起，避免音箱与桌面直接接触引发的共振。

二、Sonos搜诺思Play:1无线智能音箱 拆解

撕下音箱底部的防滑胶垫，下面是音箱内部结构的固定螺丝。

取下防滑胶垫。

卸下螺丝，还看不到音箱内部的完整结构，底部还有一颗固定螺丝。同时可以看到，螺丝孔位使用了成本较高的注塑专用铜螺母。

金属防尘网通接触螺丝固定的金属片，用于导出音箱壳体上的静电。

滑动取出金属保护网。

金属保护网比较细密但未内置防尘网，优点是声波无阻挡更加容易传播出去，但缺点也是显而易见的音箱单元上容易积尘。

音箱内部是一个整体结构，主要是为了防潮。音箱正面有两个扬声器，官方介绍一个是高音扬声器、另一个是中低音扬声器。

球顶高音扬声器特写，纺织材料涂胶后，纹理依旧可见。

纸盆泡沫边低频扬声器。

音箱背部黑色这部分是金属材质，两侧贴有密封胶带。

边缝处采用胶带进一步密封。

螺纹口和网口特写，与金属网罩接触部分有缓震泡棉。

音箱底部有一层较薄的缓震泡棉。

缓震泡棉下面没有特殊设计。

音箱顶部盖板通过螺丝固定，内侧电路通过排线与音箱结构内的主板相连。

排线连接处的插座特写。

取下音箱顶部面板。

面板内侧壳体上标注了面板的材质。

音箱顶部有一块小的PCBA，通过一个塑料盖板和四颗螺丝固定，通过排线连接。

卸下螺丝，取出塑料盖板。

PCBA和按键的硅胶壳。

PCBA背面特写，右侧是排线的连接器。

硅胶壳外侧和按键区域电路。

PCBA正面一览。

金属贴片按键特写。

四颗LED指示灯特写。

音腔壳体边角可拆卸，内侧贴有信号天线，与顶部壳体接触到的地方有泡棉减少共振。

另外相邻的边角同样可拆卸，内侧贴有信号天线缓震泡棉同样配备。

撕下音腔壳体接缝处的胶带，可以看到外壳的固定螺丝。

卸下螺丝即可看到音腔内部。

市电接口与主板连接的插座。

扬声器通过连接器与主板相连。

WiFi天线通过同轴线与主板上的无线网卡相连。

去除同轴线插座上的封胶，胶水固定避免松脱。

断开所有连接器即可取出音腔内的主板电路。

音腔内部结构一览，两个扬声器单元，左侧是底部电源输入的接口。音腔内的导线都用泡棉包裹减少共振，音腔四周也有吸音棉。

市电接口及其线缆。

市电接口的供应商是维嘉科技。

尺寸较小的高音扬声器。

扬声器背面T铁上有二维码标签，两侧是导线连接的正负极。

尺寸较大的中低音扬声器。

中低音扬声器单元结构展示，磁钢体积较大。

低频扬声器T铁开孔。

取出扬声器单元后的壳体。可以看到壳体内侧边角处还有两根线缆。

取出壳体边角的WiFi天线模块。

另一个WiFi天线模块，编号不一样。

音腔内的主板电路通过螺丝固定在壳体上。

卸下螺丝，可以看到壳体内侧。

壳体是一块金属散热板。

三块支撑主板的绝缘橡胶垫。

芯片位置有散热硅脂。

音箱主板正面，高压部分的立式元件使用大量的绝缘胶固定。

一块无线网卡和一块较大的屏蔽罩，右侧是数字功放的滤波电感。

主板背面一块较大的金属屏蔽罩，上面有散热贴片。

主板正面电路一览，从上至下从左至右：功放部分、控制电路部分、无线模块、音箱供电部分。

电源输入EMI滤波部分。

2A、250V延时保险丝。

抑制上电浪涌的绿色NTC热敏电阻，套有黑色热缩管的元件是TVR压敏电阻，当输入过压时，压敏电阻导通，保险丝熔断，保护后级元件。

共模电感，配合X电容抑制干扰。

初级滤波电容采用尼吉康 105℃耐热种类。

初级滤波电容容量100μF，耐压400V。

多颗Y电容。

ST意法半导体 STD5N60M2 初级开关管，耐压600V，导阻1.3Ω，DPAK封装。

ST意法半导体 STD5N60M2 详细资料。

变压器上贴有信息标签。

输出采用两颗2200μF 35V电解电容滤波。

TI德州仪器TPS54335A 3A同步整流降压转换器。

TI德州仪器TPS54335A 详细资料。

数字功放输出的滤波电感，两个独立声道一共四颗。

TI德州仪器PCM5101A DAC，用于音频转换。

TI德州仪器PCM5101A 详细资料。

无线网卡采用与笔记本相同的款式，MINI PCI-E接口。

取下无线网卡。

小板背面是一些电容。

拆下金属罩后的电路一览。

RICHTEK RT8010 1A高效率同步整流降压转换器。

RICHTEK RT8010 详细资料。

芯片外挂的存储器。

SiGe 5502L，现已被Skyworks收购。SE5502L 四频WLAN前端，支持802.11a/b/g/n。

Skyworks SE5502L 详细资料。

Atheros创锐讯 AR9582网卡主控芯片。

下面再来看看面积较大的金属罩下有哪些IC。

内部电路一览。

DIODES PAM2310 2A低噪声 同步整流降压转换器。

DIODES PAM2310详细资料。

用于与苹果设备连接的鉴权解密芯片。

艾普凌科 S5851A 两线式数字温度传感器，用于检测音箱内部温度。

艾普凌科 S5851A 详细资料。

安森美 NCP303 复位IC，用于处理器复位操作。

安森美 NCP303 详细资料。

美信 78Q2133 10/100M 以太网物理层收发器芯片，支持-40~+85℃工作温度，用于有线网络连接。

美信 78Q2133 详细资料。

Micron镁光MT41K128M16JT DDR3 1600 256M 内存颗粒。

飞思卡尔 MCIMX6X2EVN10AB 内置1GHz Cortex-A9处理器和227MHz Cortex-M4处理器。

飞思卡尔 MCIMX6X2EVN10AB 详细资料。

主板背面电路一览。

为初级PWM芯片提供AC输入信号的二极管。

DF10S，1000V 1A整流桥。

RICHTEK RT7781 反激式PWM控制器，用于开关电源初级控制。

开关电源次级输出整流二极管。

反馈输出电压的光耦。

4R7 降压电感。

TI德州仪器TPA3116D2，50W立体声D类音频功率放大器。

TI德州仪器TPA3116D2详细资料。

MNC H1601AE 网络隔离变压器，用于有线网络隔离。

预留的Micro-USB插座空位。

预留的插接件空位。

最后来看一下金属屏蔽罩下的电路。

金属罩内侧在芯片位置还有一块比较厚的散热垫。

内部电路一览。

Winbond华邦电子W29N02GVSIAA 2Gb/256M NAND闪存。

拆解全家福。

我爱音频网总结

Sonos搜诺思Play:1无线智能音箱与以往我爱音频网拆解过的蓝牙音箱有几处较大的不同：

首先是外观方面，Sonos Play:1无线智能音箱机身有螺纹口，支持壁挂，适合不同的家庭音响布置方案；音箱内部有可能引发共振的地方都包裹了缓震泡棉，并且音腔结构密封性很好，可以防潮。

第二点是电源系统，Sonos Play:1考虑到内部各个模块的工作电压互不相同，所以把电源适配器的相关电路整合进了音箱内部结构中，采用L型8字插头输入电源，开关电源初级侧使用立锜RT7781搭配意法开关MOS管实现降压，次级侧由二极管整流输出固定电压值，然后通过多颗电源芯片进行二次降压，为控制电路、无线模块、有线模块等独立供电。

第三点是连接方式，Sonos Play:1无线智能音箱是通过2.4GHz WiFi或者网线连接网络的，多台音箱之间也是通过WiFi配对。其内部采用MINI PCI-E接口无线网卡，与笔记本电脑相同，芯片是Atheros创锐讯的AR9582；贴片式WiFi天线机身上下各有一处，扩大信号收发的范围。有线网络方面，Sonos Play:1采用的是美信 78Q2133 10/100M 以太网物理层收发器芯片。

扬声器部分，Sonos Play:1采用了高音扬声器+中低音扬声器的组合，扬声器单元的品质较高，采用TI德州仪器的TPA3116D2、50W立体声D类音频功率放大器驱动；两台音箱可以组成立体声，在家庭影院系统中可做后置环绕音箱。

除此以外，Sonos Play:1无线智能音箱采用了飞思卡尔的MCIMX6X2EVN10AB主控芯片， 内置1GHz Cortex-A9处理器和227MHz Cortex-M4处理器，256M闪存+256M内存，确保系统运行的稳定性。

总体来看，Sonos Play:1是一款非常出色的无线智能音箱，外观独具特色，内部设计和做工都非常扎实，可以看得出Sonos在无线音响领域的技术沉淀和实力。

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