用TPA3123制作一款纤小而强劲的D类功放(一)

  

                          

     距离笔者上一款功放的完成已有大半年的时间了，在这期间，采用TA2024的那款功放性能一直十分稳定，唯一的不足就是输出功率偏小，特别在搬到室外使用时，要推动一对60W的无源音箱就显得力不从心。而且笔者一直没能给它找到合适的外壳，裸板工作着，让人很没有安全感。于是，我开始琢磨制作一款功率更大的D类功放，并且为它配了一个漂亮的外壳。

     想来想去，没能找到什么合适的方案，笔者之前所知的D类功放大多为平板电视机设计，功率在一二十瓦，制作我需要的功放，输出功率不会有大的提升，当然也有类似TAS5630这种号称输出功率能达到600W的，但无论是元器件还是电源的价格，都远远超过了笔者的支付能力。正在犹豫不决之时，偶然看到了《无线电》2010年第3期的套件制作文章——MINI USB AMP，套件中将双通道D类功放TPA3121用于桥推形式，大大提高了输出功率。没等细读完文章，笔者就迫不及待地开始设计电路了，笔者手头正好有几片TPA3123和TPA3124，朋友送的TI样片。

 电路简介

    TPA3123/4是TI公司推出的双通道D类音频功率放大器，其中，TPA3123电源范围比TPA3124略宽，每声道输出功率比TPA3124大，而外围电路完全一样。用于双通道放大时，TPA3123每声道最大输出25W（TPA3124为15W），需要加大容量的隔直电容。而用作BTL形式输出时，理论上输出功率能达到双通道输出的4倍。如果忽略MOS管压降，当电源电压19V（笔记本电脑电源）时，可以估算得在6Ω负载上获得的功率能够达到30W，24V的电源电压下将近50W，显然，这个输出功率是让人满意的。

      

                                   图1   TPA3123/TPA3124桥推输出原理图

      图1给出的是TPA3123用作桥推输出的原理图，外围电路十分简洁。图中将17、18引脚上拉到高电平，每通道电压增益为36dB，约63V/V，则BTL形式输出时电压增益约为126V/V。需要注意的是，TPA3123的输入阻抗随增益设定的改变有很大变化，所以耦合电容容量需要根据实际情况进行选取。按图中设定的增益，输入阻抗约9kΩ，选取1μF的耦合电容，可得下限频率约18Hz。

     图中的J1为开关，通过控制TPA3123的SHDN引脚实现开关机操作。再看看输出级LC滤波电路，单从电容、电感的参数就能看出，TI公司的D类功放低通滤波上限频率比TA202X系列的要低，这可能是造就TI公司D类功放高效率的重要原因。从数据手册上可以查知，TPA3123在输出功率较大时，效率高于90%。