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[参考译文] TAS5613A:基于TAS5613A外部保护的放大器肖特基二极管故障

Guru**** 2353800 points
Other Parts Discussed in Thread: TAS5613A
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/audio-group/audio/f/audio-forum/615631/tas5613a-amplifier-based-on-tas5613a-external-protection-schottky-diodes-failures

部件号:TAS5613A

在PHD封装I中对基于TAS5613A的2通道音频放大器进行热测试时,遇到了芯片输出上的外部保护肖特基二极管故障的问题。

放大器配置

放大器原理图与TAS5613PHD2EVM评估板原理图类似,采用BTL模式的两个通道由36V 300W SMPS供电。 该放大器设计为在4Ω Ω 额定负载下工作。

四个TAS5613A半桥输出OUT_x中的每一个都有两个具有反极化连接的肖特基二极管。 一个在输出和板接地之间,另一个在输出和芯片PVDD电源导轨之间。 使用的二极管是ON Semiconductor的MBRS360T3G (SMC封装)。

两个50Ω 器输出驱动两个升压变压器,加载两个2 Ω 电阻负载。 变压器初级绕组通过耦合电容器(2 x 1000µF串联)连接至放大器输出。 放大器板,SMPS和两个带耦合电容器的变压器置于完全封闭的金属外壳(19英寸机架类型)中。

测试

为了估计与芯片2温度过高警报阈值(100°C和125°C)对应的外壳内部温度,放大器由连续1kHz正弦波源驱动,因此它将在两个电阻负载上各产生71W。 考虑到变压器和耦合电容器的效率,这相当于每个芯片的两路BTL输出(总计164W)大约82W (18.5VRMS,4.44ARMS)。

故障

当外壳内的空气温度约为57°C时,触发了对应于TAS5613A结温100°C的报警输出,放大器继续按预期工作。 在与芯片125°C结温对应的第二个警报输出激活之前或之后,一个或两个保护肖特基二极管出现故障(它们发生短路)。 此时,放大器外壳中的温度达到62°C左右

二极管安装在主板底部,因此它们位于机箱底部和主板之间的小区域(5 mm 间隙周围)。

二极管似乎出现故障,因为在这种温度下,它们无法散热所需的功率。

问题

假设在实际实施中,用户可以将放大器持续驱动到其最大功率,但仅受电源提供的限制,如何估计八个肖特基二极管中每个二极管所需的耗电?

如果输出变压器在低频下可以饱和(即放大器输入上没有高通滤波器),情况可能会更加复杂。

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    更新。

    在板和金属外壳底部之间插入导热材料(GAP Pad VO Soft)后,肖特基二极管能够在更高的连续音频输出功率(2 x 100W)下正常工作。

    达到了第二个TAS5613A结点温度阈值125°C,放大器继续正常工作。 之后,盘柜内的温度稳定下来,芯片热关闭没有发生。 在125°C或以上的温度下工作的放大器没有发现异常。

    这表明当前使用的MRS360T3G肖特基二极管不适合此应用。

    TI能否建议如何为D类放大器选择肖特基二极管?

    此致,

    LES
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    LES,

    感谢您联系我们。 查看EVM,我没有看到列出的二极管型号,您在哪里获得了二极管规格建议?

    我也看不到数据表中列出的OUT和PVDD之间的二极管需求,我是否遗漏了一些内容?

    最后,哪些二极管出现故障? 输出/PVDD之间或输出/GND之间的?

    此致,

    -Adam

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    您好,Adam:

    只是为了说明,我没有设计放大器板。

    我注意到EVM每个输出只有一个Shottky二极管(在输出和接地之间)。

    我的理解是,两个二极管都是在输出变压器饱和和激活芯片过流保护时,由于产生过电压而导致芯片故障后添加的。 不是,请确定如何选择此特定二极管类型。 我在这个论坛上看到了一些肖特基二极管的建议,但通常没有任何理由支持它。

    在某些主板上,只有一个二极管出现故障(一个对地),而在另一个主板上,两个二极管都无法使PVDD电源短路。

    此致,

    LES
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    需要第二个肖特基二极管的另一种情况是,放大器音频变压器输出负载较轻(在正常应用中可能是如此)。 由于放大器LC滤波器设计用于4Ω Ω 负载,因此在40kHz左右时会出现大增益峰值(和振铃),而变压器次级电路上没有负载或负载较小。