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。

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数字功放、D类功放的设计，LC滤波器的设计，写得很太好了

D类功放：D类音频功率放大器，也称数字功放。

人耳能听到音频频率范围约为20 Hz～20 kHz

功放既不是单纯追求输出高电压，也不是单纯追求输出大电流，而是追求在电源电压确定的情况下，输出可能大的功率。

功率放大电路分类：

电路中晶体管的工作状态（按一个周期导通的角度大小划分）

甲类（class-a）：360度

乙类（class-b）：180度

甲乙类（class-ab）：>180度

丙类（class-c）：<180度

丁类（class-d）：开关状态

放大元件处于开关工作状态的一种放大模式，放大元件要么处于截止状态，要么导通状态，晶体管相当于一个理想开关而不消耗能量。在理想情况下，效率为100%

特点：

优点：高效；散热相对其他较小；体积小，适合大功率放大器

缺点：信号失真较为严重

信号调制电路：

模拟信号装换为脉宽与信号幅度成正比的方波（PWM）

开关放大电路：

将输入方波进行功率放大

低通滤波电路：

滤出高次谐波，将放大后的信号从PWM波形中还原加到负载上。

注意：该部分为低损耗的LC低通滤波器，不能采用RC低通滤波器，电流大电阻耗能严重。

现在，一般应用的D类功放已经集成为IC，用户只需按要求设计低通滤波器即可。

Layout:

D 类功放IC的功耗一般较大，发热大：

故底焊盘上面应该加过孔，有助于散热，同时作大面积开窗，增强散热效果。

由于属于audio方面的IC：

故供电还是尽量选择低噪声的LDO，电容的选择跟放置要注意。

功放或者大功率器件供电，请选择DC-DC，开关频率选MHz级别的，请可能减少纹波带来的必要的影响。

D类功放的输出是快速变化的矩形波，具有高电压，大电流的特点：

故输出到喇叭的线应该尽量粗，可包地；并尽量远离高速信号跟敏感器件。

注意：以上三点的蓝色部分做了超链接的处理，可以点击了解更多的知识。

关于LC滤波器的设计，可以根据下表公式自动计算，需要的请留言。

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