音响整机或者音频功放 IC 在有限的应用条件下把功率做大是产品提升性能以及竞争力的重要途径。从功率计算公式 P=U2/R 可知,音频功放提升功率两大途径:提高供电电压或降低喇叭阻抗。内置升压的单节锂电池 3.7V 供电音频功放在拉杆音箱以及便携式蓝牙小音箱上应用已非常广泛,采用 2 欧姆低阻抗喇叭在拉杆音箱上也很常见。当前电荷泵升压至 6.3V 上下 / 功率 3~5W/4 欧以及电感 Boost 升压至 7V 左右 / 功率 6~8W/3 欧较为常见。3.7V 单节锂电内置升压音频功放如果升压值再往上提,尤其输出又支持 2 欧低阻抗喇叭时,面临很多挑战。升压值越高压差越大必然效率越低,喇叭阻抗越低音频驱动模块效率也越低,对内部驱动管要求也越高,再加上升压模块,音频模块都集成在一个芯片上,对芯片封装散热相应要求就更高。此时,整个芯片工作效率就格外重要。直接关乎到音频功放随温升性能指标下降或者芯片过温保护无法正常工作。另外,效率低等于对电池要求高,电池低电时愈明显,关系到电池保护板放电电流大小、电池容量、续航时间等。目前,应用于单喇叭音箱的 3.7V 单节锂电池保护板大多都是单 MOS 管 / 双 MOS 管或者放电电流 3A~6A。因为电池是占整机成本很大比重,所以直接影响此类产品的音频功放选型以及普及度。


深圳市永阜康科技有限公司顺应拉杆音箱以及蓝牙小音箱市场音质功率升级的需求,推广一款单节锂电 3.7V 供电内置升压单声道音频功放 IC-CS83702。CS83702 单节锂电供电内置升压至 8.7V,驱动 2 欧姆负载时,能连续输出 18W 功率,整体效率实测 80%以上,输入电流小于 6A,其电流限制功能可调节 BOOST 电感的峰值电流大小,从而适配不同的锂电池规格以及其他外围配置。该芯片高音清脆、低音有力、人声清晰、能明显提升 3.7V 单节锂电供电音箱产品的音质体验。

       
CS83702 实测效率曲线如下图所示:

 

 

CS83702 采用目前最先进的流片工艺;以及自身成熟稳定的 Boost 升压,ClassD 音频功放电路设计;设置 8.7V 升压黄金电压点;再加上独创的基于铜管技术+石墨烯散热材料的 EQA 封装。使得 CS83702 驱动 4 欧姆负载时效率高达 90%/Po=10W/RL=4Ω/VBAT=3.7V;驱动低阻抗 2 欧姆负载时效率高达 80%/Po=18W/RL=4Ω/VBAT=3.7V;持续输出 18W 功率,十分强悍。   


以下表格是跟普遍内置升压功放对比数据,一般 ClassD 音频功放 8.7V 供电驱动 2Ω负载效率约 75%,DC-DC 升压从 3.7V 升压到 8.7V 效率约 80%,整体效率是 60%。而 CS83702 效率是 81%,效率比普通内置升压功放高 20%。从电池端电流看,同样的输出功率 CS83702 可以省电 35%以上,驱动 2Ω负载普通双 MOS 管电池即可满足要求;同样的 6A 输入电流,普通升压功放输出功率 13.3W 时,CS83702 可以输出 18W。同样的 18W 输出功率,普通升压功放需要输入电流 8.1A,而 CS83702 只需 6A 输入电流。举例子:驱动 4Ω负载时,同样的输出功率,原来用 1800mAh 电池换用 1300mAh 电池可以达到同样的播放时间。

 


CS83702 正因为效率高才保证输出足功率,3.7V 供电时,功率输出如下表:

 

 

   

 

CS83702 效率高,功率大的同时,为了保证音质,在中小音量失真度 THD 也表现出色:

THD+N≤0.026(f=1kHz/Po=1W/RL=4Ω/VBAT=3.7V)。

 

 

CS83702 工作电压范围是 2.7V~5.5V,采用 EAQ16 封装,尺寸大小与 ESOP-8 一致;针对不同的应用场合,不同的喇叭腔体需求,CS83702 内置三种防破音模式可选、灵活方便;另外,扩频工作模式在整机 EMI 认证测试时变得很轻松;CS83702 除了性能指标优秀、音质表现突出、应用简单灵活之外,还有着完善的保护机制,包括过流保护、过热保护、输出短路保护等,实测输出正负两端短路、输出对地短路、输出对电源短路保护功能准确无误。

 

CS83702 应用特性

1. CS83702 脚位图以及管脚说明

 

 

2. CS83702 应用原理图

 


3. CS83702DEMO 板 PCB 顶层设计图

 

 

4. CS83702 DEMO 板 PCB 底层设计图

 

 

5.CS83702 DEMO 贴片图

 

 

6. CS83702 DEMO 板物料清单

 


7. CS83702 DEMO 板实物图