汽車音頻電源設計
上高中時,我在一家本地快餐店打工。那時攢錢并不是為了上大學或者做其它更實際的事情,而是用來買汽車音響等其它東西。
我有一輛豐田花冠掀背車,那是輛破車,也是第一輛完美的車。經(jīng)過兩年的積累和升級,我最終有了一套比這輛車還值錢的立體聲系統(tǒng)。它是一套很棒很響的系統(tǒng)!我上大學和在德州儀器 (TI) 工作的前兩年一直開這輛車。最后,我淘汰了這輛車和這套立體聲音響,但我仍在心里為高性能汽車音頻保留了一個位置。
車體組件汽車音響系統(tǒng)(不是我那套,但類似!)
汽車系統(tǒng)中的主電源是汽車電池和交流發(fā)電機。這是一套 12V 的系統(tǒng),所提供的交流發(fā)電機工作電壓在 14.4V 左右。音響系統(tǒng)環(huán)境從電壓瞬變角度來看也非常惡劣。要想使車窗震動起來,您需要大量的電源。
汽車音頻系統(tǒng)有很多組件:音響主機、放大器以及均衡器等。所有這些組件都需要電源。在本文中,我們將重點探討最高功率器件 — 放大器。最新放大器使用 D 類功率級,也就是說音響系統(tǒng)所需的電壓要高于汽車中電池或交流發(fā)電機的電壓。在這種情況下,升壓電源的效果最好。能輸出 500 至 1000W 功率的功率放大器并不少見。對于輸入電壓為 12V、輸出功率為 1000W 的升壓轉換器來說,輸入電流接近 100A!
構建輸入電流為 100A 的升壓轉換器并不輕松。要簡化該任務,您可在多款 PowerLab 設計與 IC 中選擇一款。要處理這樣大的功率,就必須使用多相位方法。我以前寫過一篇介紹多相位方法優(yōu)勢的博客,您可點擊這里閱讀。就高輸出電壓及高功率級而言,不僅可使用非同步方案,而且仍能達到超過 90% 的效率。TPS4009x 系列控制器可用在 2、3 或 4 相位升壓設計中。在有些情況下,同步方案可提供更好的效率,但復雜程度稍微有點高。LM5122 是一款支持多相位工作的同步升壓控制器。
該方框圖是一款 4 相位設計,具有 4 個 LM5122 器件和 8 個 CSD18501 MOSFET。該設計是高效率汽車音頻應用的完美方案。在 PowerLab 中,您不僅可找到該設計,而且還可發(fā)現(xiàn)其它幾款適用于汽車音頻放大器的設計:
PMP2445:TPS40090 + 2x UCC27324— 該設計可在 13A 電流下通過 8 至 18.5V 輸入生成 24V 電壓。這是一款 4 相位非同步升壓設計。
PMP4538:TPS40090 + 4x UCC27201 — 該設計可在 20A 下通過 11 至 18V 輸入生成 28V 電壓。這是一款 4 相位非同步升壓設計。
PMP7837:4x LM5122 + 8x CSD18501— 該設計可在 450W 電源下通過 6 至 17V 輸入生成 24V 電壓。這是一款 4 相位同步升壓設計。同步工作可實現(xiàn)高達 96% 的效率。