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蓝牙音箱功放选型 三档功率方案

7小时前
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做蓝牙音箱,蓝牙和解码这部分反而好定,WT2605C、WT2003H 这类芯片的资料写得很全。真正纠结的是最后一级,DAC 出来之后推喇叭的那颗功放。功率标称看着都差不多,细看条件全是坑,有的按失真1%标,有的按失真10%标,喇叭有4欧有8欧,供电从锂电3.7伏到USB 5伏都有。选小了,音量拧到头就破音。选大了,静态电流把电池续航拖垮。

这篇文章把唯创知音三颗小功率功放按功率摆成三档。WT4890 一档,WT8002 一档,WT8302 一档,参数全部取自规格书原文,测试条件一个不省,选型直接对表。

一、三档怎么分

分档就看两条,喇叭阻抗和目标音量。

★ 便携小音箱。8欧小喇叭,锂电直供,音量不用太大,续航优先。1瓦档,WT4890。

★ 主力款。4欧喇叭,USB 5伏或锂电升压,日常外放要够响,成本要压住。2瓦档,WT8002。

★ 大音量户外款。4欧喇叭,长时间外放,发热和效率是硬指标。2.8瓦档,WT8302。

再往上还有拉杆音箱那种背在肩上外放的,属于另一级,用 WT9110B,28瓦档,文末单独讲。

二、1瓦档,WT4890

WT4890 是 AB 类功放,走音质路线。5伏供电推8欧喇叭,BTL 接法最大1瓦,20Hz至20KHz 全频段总谐波失真加噪声小于1%。这个失真水平在三颗里最好,适合对音色有要求的便携产品。

锂电产品用它还有个便利。工作电压2.2至5.5伏,锂电满电4.2伏到快耗干3伏全程落在区间里,不用加升降压电路。电压掉到3伏还有0.31瓦(失真1%),电池后段的音量衰减是平缓的,不会突然哑掉。0.5瓦连续平均输出,配一颗5伏500毫安的适配器就够。

★ 5伏 8欧 1瓦(THD+N 小于1%,20Hz至20KHz)

★ 工作电压2.2至5.5伏,锂电直供不用加电源管理

★ 关断电流典型0.1微安,开关机功耗基本可以忽略

★ 输出免耦合电容免自举电容,BOM 少两颗料

★ PSRR 在217Hz和1KHz处达70分贝,充电纹波不容易窜进喇叭

★ 单位增益稳定,外接反馈电阻和输入电阻就能调增益

★ MSOP8 封装,编带3000颗一盘

上电、掉电、播放开头结尾这几处容易冒 POP 杂音。把关断脚 SD 接到语音芯片的 BUSY 或者主控的 IO 上,播放时才打开功放,POP 音压得住。静态电流4毫安典型(5伏空载)。唤醒时间典型170毫秒,最大220毫秒,做按键快速响应的方案要把这段延时算进去。

三、2瓦档,WT8002

WT8002 是 AB 类单声道桥式功放。桥式结构内部两对放大器,输出幅度翻倍,同等供电下输出功率是单端结构的四倍。5伏 1KHz 条件下,3欧喇叭到3瓦,4欧喇叭2瓦,8欧喇叭1.5瓦(总谐波失真加噪声小于10%)。电气参数表里 4欧喇叭失真10% 的典型值给到2.4瓦,失真压到1%是1.6瓦。对标称功率敏感的方案按2瓦报,余量正好留出来。

★ 5伏 4欧 2瓦(THD+N 小于10%),失真1%时1.6瓦

★ 3欧喇叭可到3瓦,小封装里功率顶格

★ PSRR 达90分贝(1KHz),三颗里最高,USB 供电的纹波余量最大

★ 桥式输出两端无对地直流,省掉输出耦合电容

★ 5伏 8欧 最大内部功耗625毫瓦,不用装散热片

★ 增益等于2倍 Rf 与 Ri 的比值,外围两只电阻定音量

★ SOP8 封装,编带4000颗一盘,产线好焊好检

PSRR 这个参数值得单独说。蓝牙音箱多半用 USB 或者充电电池加升压,电源上的纹波会顺着功放进喇叭变成哼声。WT8002 的电源抑制比做到90分贝(1KHz),三颗里最高,边充电边放音是稳的。

注意它的控制脚极性和另外两颗相反。SD 脚低电平芯片正常工作,高电平停止,悬空时芯片照常出声。从 WT4890 或者 WT8302 的方案上换料,主控 IO 极性要改,这步漏了会直接量产炸雷。

四、2.8瓦档,WT8302

音量再往上抬,AB 类的效率短板就出来了,发热和续航都吃亏。这一档换 D 类,WT8302。5伏供电推4欧喇叭,失真10%下2.8瓦,失真1%也有2.0瓦,8欧喇叭1.7瓦(失真10%)。效率90%,同样音量下发热比 AB 类低一截,户外长时间外放不烫手。

★ 5伏 4欧 2.8瓦(THD+N 10%),失真1%时2.0瓦

★ 效率90%,D 类开关工作方式,发热低续航长

★ AERC 抗干扰技术,FCC Part15 Class B 认证留有超过20分贝裕量

★ 无滤波器 PWM 结构,输出不用整组 LC 滤波

★ 过流、短路、过热、欠压四重保护,异常消除后自动恢复

★ MSOP8 封装,编带3000颗一盘

EMC 上它留的余量不小。60厘米音频线不加磁珠电容就能满足 FCC 要求,输出线走长或者板上挨着敏感器件时再加磁珠,输出做到4欧3瓦时电感选33微亨1安。

启动时间要留意,旁路电容1微法、5伏供电时典型165毫秒,关断只要20微秒。开关机节奏和提示音时序按这个数排,别按 AB 类的直觉写代码。

对封装有产线要求的话,同系列还有一颗 WT8302A,SOP8 封装,5伏 4欧 2.5瓦,启动时间40毫秒,效率最高88%,工作电压2.5至5.5伏。参数和封装偏好对得上就用它。

五、选型速查表

项目 WT4890 WT8002 WT8302
放大类型 AB类 AB类单声道桥式 D类单声道
封装 MSOP8 SOP8 MSOP8
工作电压 2.2至5.5伏 2.0至5.5伏 2.2至5伏
输出功率 1瓦(5伏 8欧,THD+N 小于1%) 2瓦(5伏 4欧,THD+N 小于10%),电气表典型值2.4瓦 2.8瓦(5伏 4欧,THD+N 10%)
静态电流 4毫安典型(5伏空载) 10毫安(5伏空载) 4毫安典型(3.6伏)
关断电流 0.1微安典型 1微安 典型1微安
效率 AB类常规水平 AB类常规水平 90%
控制脚极性 SD 高电平工作 SD 低电平工作,悬空照常出声 SD 高电平工作
适配场景 便携小音箱,锂电直供 主力款,USB 或升压供电 大音量户外款,长效外放

六、三个容易踩的坑

第一,控制脚极性不统一。WT4890 和 WT8302 都是高电平工作低电平停止,WT8002 反过来,而且悬空照样出声。换料改板先查极性再改代码。

第二,功率数字必须带失真条件看。WT8002 的4欧喇叭,失真1%是1.6瓦,失真10%是2.4瓦,差一半。拿一颗的10%数字去比另一颗的1%数字,结论全是错的。本文三档全部标了条件,抄数的时候连条件一起抄。

第三,极限电压不是工作电压。WT8002 极限参数表里电源电压写着1.6至6伏,那是器件不损坏的边界,不是能正常出声的区间,它的工作电压按电气参数表是2.0至5.5伏。宽压设计按工作电压留余量,不要拿极限值当工作值。

七、功放这一级什么时候可以省

方案里主放音的如果是 WT588F02BP-14S 这类自带功放的语音芯片,4欧3瓦直推喇叭,外挂功放整个可以划掉。需要单独外挂的场景是主控只有 DAC 模拟输出,比如蓝牙芯片加功放的两颗架构,或者增益和音质要单独调校。之前写过一篇 WT588F02BP-14S 直推 4欧3瓦 的方案文,两篇对着看正好把架构定下来。

八、再往上,拉杆音箱

三档之上的大功率场景,拉杆音箱和户外扩音设备看 WT9110B。D 类,工作电压6至14.5伏,14.5伏推4欧喇叭最高28瓦,12伏下加33微亨电感做到20瓦(失真10%)。差分输入抗噪,效率高于90%,ESOP8 封装带底部散热焊盘,大功率时铺铜散热。规格书应用领域里蓝牙音箱和拉杆音箱都在列。这一颗建议放到工程沟通阶段再深入,参数量级和外围设计跟小功率档不是一个打法。

九、选型自检清单

- 喇叭阻抗定了没有,4欧还是8欧,3欧口径要不要覆盖

- 供电是锂电直供、USB 5伏还是升压,电压范围落在哪颗的工作区间里

- 目标音量和失真容忍度,标称功率连失真条件一起确认

- 电池产品的静态电流和关断电流预算算过没有

- 主控 IO 极性和功放控制脚极性对上了没有

- 有没有认证要求,D 类输出走线长度和磁珠位置排了没有

- 外壳结构对散热的约束,2.8瓦档长时间外放的散热路径留了没有

唯创知音

唯创知音

深圳唯创知音电子有限公司位于广东省深圳市宝安区,1999年成立于广州。历经二十多年的发展,公司已成为集研发、生产、销售和服务于一体的,专注于语音技术研究、语音产品方案设计及控制等软、硬件设计的国家高新技术企业。业务范围涵盖家电、医疗器械、安防报警、汽车电子多媒体、通信、电话录音、工业自动化控制、玩具及互动消费类产品等领域,公司的集成芯片和模块主要有:播放类、录音类、MP3类、蓝牙WiFi类、语音识别类。

深圳唯创知音电子有限公司位于广东省深圳市宝安区,1999年成立于广州。历经二十多年的发展,公司已成为集研发、生产、销售和服务于一体的,专注于语音技术研究、语音产品方案设计及控制等软、硬件设计的国家高新技术企业。业务范围涵盖家电、医疗器械、安防报警、汽车电子多媒体、通信、电话录音、工业自动化控制、玩具及互动消费类产品等领域,公司的集成芯片和模块主要有:播放类、录音类、MP3类、蓝牙WiFi类、语音识别类。收起

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