[参考译文] TPA3255：与 PBTL 模式并联使用的双通道 TPA3255

Adam、  

如果我不清楚、我表示歉意。 我尚未将 TPA3255与 ST 产品连接。 我参考的是并联2个 ST D 类放大器。 事实上、他们在应用手册中将此定义为一个有效选项。 然而、在 TI 的国防应用中、由于其他原因、我终于改用了 TPA3255、其中一个原因是出色的保护系统。

不管怎样，我的问题仍然存在...这确实是一个非常有用的配置。 在我自己的应用中、增加输出功率并不重要、而是管理热应力。  TPA3255是一款非常小的器件、如果您在任何时间内都很难运行、那么从基板中去除热量是一项具有挑战性的任务、任何能够使其更好的配置都是非常有用的。 显然、两个并联的芯片有可能使事情保持更低的温度、但显然需要付出一定的代价。  

最后、借助此配置、我建议通过增大电源电压、您还可以在不超过任何 OC 保护的情况下增加总输出功率、并使 IC 保持在热应力限制范围内。

如果我们看一下数学运算、我们可以看到 Vdd 的小增加会导致功率的大幅增加。 看一下扬声器电流、在 D 类中、我们看到：

Ispk_peak =(2*Vdd/RL)*(D-0.5)

对于 TPA3255、我们可以假设调制指数(D)为~ 0.97

因此、在 Vdd = 53.5V 且 RL = 3 Ω 时、Ispk_peak = 16.763安培

Pout_rms =(Ispk_peak^2*RL)*.707

PoUT_rms = 596.02W。

这是由规格表定义的。

现在、以高达59V 的 Vdd 为例、它仍低于绝对最大值(69V)、但远高于建议值。 未定义的是高于 Vdd 的引导级别。 但是、我假设这将仅比 Vdd 高8-10V、可能更小？ 我没有实际测量过它。 但这是典型情况、如果正确、仍会将 IC 保持在绝对最大值以下。 (仅限)

在本例中进行数学计算：

Ispk = 18.486、Pout_rms = 724.8W。 输出功率增加21.6%、仅需5.5V 额外 Vdd。 我们可以看到、电流非常高、并且高于 IC 的最大 OC。 但是、如果我们可以在2个 IC 之间拆分、则它会完全处于限制范围内、并且实际上可能会阻止 IC 使 OC 跳闸(如原始线程中所述)、并且额外的好处是热应力大幅降低。

我在我正在设计的专业音频 PA 系统中使用 TPA3255、因此期望使用量非常大、人们甚至可能会说滥用！

也许您可以考虑我描述的这个用例、并评论电压电平和电流共享？

Aidan

Aidan、

您计划如何同步两个 IC 的输出？

此致、

-Adam


如果您的问题已得到解答、请单击"此问题已解决"按钮！

尊敬的 Adam：

嘿、我没有说这是可能的、但是如果你看一下我之前的主题、Juston Bohr、一位 TI 员工说他们已经体验过这种配置。 因此、这给了我一些希望、希望它可能会成为可能。 通过查看芯片、我们可以看到 OSC_IOM 和 OSC_IOP。 有关如何使用它们的信息非常有限、但我想、将一个 IC 设置为主 IC 并让另一个 IC 计时可能会提供一种解决方案、确保至少 MOSFET 同步开关。 不过、尽管如此、TPA3255上的所有反馈环路都是内部环路、并且不会暴露任何内容、因此、无论同步如何、拥有两 个独立的闭环系统都可能非常不稳定、这一点我肯定不会感到意外。  

正如我说过的、如果这是可能的话、会很棒、但我不是专家、我只是在为 IC 可靠地从 IC 中挤出大量功率而挣扎。 TPA3255是令人印象深刻的硅片、谢谢、但它肯定会随着地狱的发展而变热！

请理解、我只会探索任何可能以更少的成本提供更多信息的路线。 当我查看 TAS5634的规格时、它在表面上看起来只是 TPA3255的 PWM 输入版本、我可以看到它的额定电压为58V Vdd。 它被描述为热增强型封装、但这实际上意味着我不知道。 从物理角度看、它看起来与 TPA3255相同、甚至输出 MOSFET 的 Rdson 也相同。 因此、您可能会原谅我询问是否确实无法将 TPA3255提升到相同的电源电压。 话虽如此、我已经与其他 TI 人员进行了类似的讨论、我认识到需要处理潜在的电流、并且我已经获得了在不受控制的情况下所发生的情况的来之不易的经验。 烟火！

因此、为了避免对任何其他放大器 IC 产生火灾、我希望探索其他用于分散负载的选项。

祝你一切顺利

Aidan  

Adam、作为一个附带问题、可能值得再次提出这个问题。 OC 保护被表示为在所有低侧和高侧 FET 上单独测量。 现在、IMHO 在 PBTL 模式下运行时、未明确说明该电流测量值是经过调整的。 数据表中只提到4个可能的电平、但如果我们在 PBTL 模式下运行、则可以假设 OC 跳变点相对于负载实际上无效。 这是因为电流将在低侧和高侧的并联输出 FET 之间分摊、因此如果最大 OC 电平为17A、则将该值调整为仍为17A (即、在 PBTL 模式下、两个 FET 电流之和) 或者每个 MOSFET 的静态电流为17A、在这种情况下、如何触发 OC 保护、因为在触发任何 OC 检测之前、我们的最大电流总计为34A。 简单地了解 BTL 和 PBTL 在 OC 保护方面的实际情况会有所帮助。 在我看来、提供的任何数据表都不清楚。

但也许我读不出这么好、我认为这种电流总计的变化是在 PBTL 模式下运行的固有特性。 请尽可能澄清。
Aidan

Aidan、

数据表中的"10.2.1.2.4振荡器"部分介绍了 OSC 引脚并将其用于多个器件的从器件操作。 此设计可通过交错对所有电路板器件的输出进行计时、将多个器件级联并分配电路板热量和电源负载。  

本应用手册对其进行了更多讨论： http://www.ti.com/lit/an/slaa787/slaa787.pdf

Justin 最近实际上尝试了这种方法、尝试使一台设备的功率翻倍、但结果不成功。 我们尝试通过在 OSC 引脚上使用相同的外部时钟来驱动两个器件、从而同步具有共享输出的多个器件。  

话虽如此、如果您尝试仅为每个器件一个器件的一半功率输出、这可能会起作用。 将两个器件置于从模式、并以相同极性为两个器件提供外部差分时钟。 在向扬声器推送大功率之前、请检查以确保相关输出与示波器同步。

此致、

-Adam

谢谢 Adam、  

这很有趣、非常感谢您提供的应用手册。 非常清楚、现在我很好地理解了主要用例。  

在一段时间和一段合理的风下、我可能会尝试模拟设置。 您是否有任何有关特定配置的详细信息、包括外部振荡器配置的详细信息。  

但是、同样重要的是、我询问的所有其他有关 OC 检测的问题、具体细节是 PBTL 模式、以及有关 Vdd 高于53.5V 的问题。 毕竟是在较高的电压下、我发现发生了破坏性事件。 不清楚的是、这是由于电压应力、过流应力或热应力造成的。 如果不知道这些更亲密的细节、我就会在黑暗中刺伤。

如果可能、我想将 Vdd 升高到58V。 它无疑是提高功率级别的最简单方法。 即使多个器件并联、Vdd 电平仍然是决定输出功率上限的主要因素。 我的理想情况是增加 Vdd 并同时并联多个放大器以分散额外的负载。 因为正如我所解释的、在高功率级别上、热问题肯定会成为此 IC 的一个问题。  

再次感谢、请允许我明确地说、我不要求任何被 TI 低估或接受为合法用途的东西。 我只是希望你们能帮助我用您愿意分享的尽可能多的信息来突破限制。

祝你一切顺利

Aidan

尊敬的 Adam：

我知道我的问题一定令人沮丧、但请您澄清一下。 我一直在看一下在重负载下 TPA3255上的输出引脚。 我以50.5V Vdd 运行器件、当我直接在 OUTX 到 GND 处测量电压时、我会看到开关转换处的瞬变、这些瞬变在电源轨之上、同样地在 GND 的反向之下。 这些测量值在正向边沿上为53.34V、而负向边沿上为-2.73V。 TPA3255的数据表似乎没有提到 OUTX 引脚上电压电平的任何瞬态时序。 但是、TAS5634的数据表确实如此。 它表示-7V 或+71V 的持续时间不超过8ns。 我说过的这个信息没有针对 TPA3255显示。 如果我想再次提高 Vdd，我想非常认真地注意这些瞬变。 请帮我、尝试获取 TPA3255的类似数据。 希望只要这些瞬变保持相对恒定、我就可以将设计保持在 SOA 水平上。 但我需要 TPA3255的详细信息。

谢谢

Aidan

Aidan、

在主控模式下、外部信号应类似于 OSC 引脚发出的信号、但外部提供的信号和两个器件都处于受控模式除外。  

请勿超过建议的最大电压、该器件与 TAS5634不同、它差别很大。

此致、

-Adam

Aidan、

这些数据不是我们测量的数据。 建议的最大值和绝对最大值之间的差异是为了考虑此类瞬变以及额外的安全余量、以免器件损坏。 我不建议您将 PVDD 升高至高于建议值。

此致、

-Adam

谢谢 Adam、
好的、您说的是、每个 FET 之间的细微差异可能会导致其中一个 FET 的导电性能稍微好一些、从而在任何其他 FET 之前达到 OC 跳变点。 即使是这种情况、我想您也需要较大的 Rdson 差异、以将总输出电流限制为17A。 也许您建议上升和下降时间也稍微偏斜、因此我们可能再次加载一个 FET 而不是另一个 FET、但在这样的集成电路上、我本以为这很不可能发生、 数据表还告诉我们、OC 跳闸的最小值为150nS。 这明显长于开关转换时间。 因此，我怀疑这是问题。 那么、什么是？

最后……哦，yeah....probably 不… 另请参阅数据表、在 PBTL 模式下、总输出功率图似乎超过建议设置中规定的值。 不是很多，但我不需要太多。 例如、当驱动2欧姆电阻时、我们看到输出功率数值在54V 电压下上升到超过650W。 这是有道理的，因为在这种情况下，P 桥应能看到超过21A 的电流。 它还表明、在较高的负载阻抗下、Vdd 可能会上升到更高、看起来像是57V。
那么、我对它做什么呢？ 嗯、这表明器件可以处理稍高的电压、绝对最大值设置表明这是相当合理的。 但我想功率耗散成为真正的问题。 随着电流明显上升、产生的热量将成为一个大问题。 我怀疑摆脱这种能量是真正的极限所在。 如果你同意，你能不能提示一下；)

因此、并行配置的潜力很大。 我不需要1200W RMS。 我所需要的是更酷的芯片、为实现可靠性而需要更多的余量。

这里是确切的问题。 我正在设计 PA 系统。 该装置由电池供电。 使用锂离子电池、如果没有 Fastly 调节、为了提高效率、我有一条电池电压曲线、当电池完全充满电时、电压曲线的起始值大约为58.8V。 从电池中运行一些电源后很快就会出现这种情况。 标称电压降至每节电池~3.75V、这会将电池电压降至52.5V 左右。 我对52.5V 部件非常满意。 打开它可能是一个问题。 我正在考虑使用 A/D 测量电压、然后硬限制进入功率放大器的驱动的想法。 但我仍然需要满足58.8V Vdd 不会对器件进行 Fry 的要求。

我以58V 和更高的电压运行它们、输出功率受限、一切正常。 只有当我拉升动力时、我才会着火。
因此、您可以看到我为什么要战。

任何进一步的见解、非常感谢。
Aidan