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利用 G 類音頻放大器延長電池使用時間

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年11月12日  

為了說明通過G類音頻放大器實現的電池使用時間增加情況,我們的計算均基于如下值:


pBATT:電池功率VBATT:電池電源電壓IBATT:電池電源電流VDD:DC/DC轉換器輸出電壓pDD:DC/DC轉換器輸出功率VOUT:負載電壓RL:負載阻抗pOUT:負載功耗IOUT:負載電流

一個標準的AB類放大器中,電源電流等于輸出電流(IBATT=IOUT)。使用G類(降壓轉換器)時,電源電流(電池)為輸出電流的一部分,其以公式IBATT=IDDxVDD/VBATT表示。


假設一個放大器,驅動32Ohm負載的200mVRMS,則負載輸出電流為:IOUT=VOUT/RL=200mVRMS/32Ω=6.25mA。假定靜態電流為1mA(IDDQ),則放大器吸取的總電流為:IBATT=7.25mA。


那么,AB類放大器吸取的總功率的計算方法如下(假設為一塊4.2V的鋰離子即Li-Ion電池):


就G類放大器而言,其電壓軌均由一個開關式DC/DC轉換器產生,供給功率取決于DC/DC轉換器輸出電壓和效率。假設DC/DC轉換器輸出電壓為1.3V,則計算方程式為:


總供給功率為DC/DC轉換器輸出功率除以DC/DC轉換器效率。假設降壓效率為90%,則向G類放大器提供的總功率為:


這時,相同條件下,相比AB類放大器,G類耳機放大器吸取的功率少了約3倍。功耗的降低程度與VBATT/VDD成正比例關系。在我們的舉例中,其為(4.2/1.3)*轉換器-效率=(4.2/1.3)*0.9=~3


電池省電情況如圖1所示。這里,我們使用由一塊鋰離子電池供電的完全相同的音頻輸入,對比兩個AB類和G類耳機放大器。正如我們所觀察到的那樣,相比AB類放大器(70小時),G類耳機放大器的電池使用時間(150小時)長了2倍多。對使用便攜式音頻設備的終端用戶來說,這就意味著更長的音樂播放時間和通話時間。


圖1電池放電曲線表明G類放大器比AB類放大器擁有更長的工作時間


總之,G類音頻放大器拓撲是AB類拓撲的一種改版,其擁有自適應電源,可隨音頻源而變化。這種拓撲結構降低了功耗,提高了效率,從而為使用G類放大器拓撲的耳機帶來更長的電池使用時間。


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