ZHCAE65 July 2024 TAS2764 , TAS2780 , TAS2781
4 具有后置滤波器反馈的环路稳定性
铁氧体磁珠滤波器现在位于 D 类环路内部，因此在系统中添加了额外的极点，这会对环路的稳定性产生不利影响。在选择正确的滤波器配置时，用户需要考虑额外的指南，以便能够确保 D 类环路保持稳定。为了找到 EMI 滤波器的稳定配置，需要创建 EMI 滤波器的等效模型。该滤波器需要近似为二阶滤波器，如图 1-1 所示。铁氧体磁珠阻抗可分为三个主要区域，例如电感、电阻和电容。通过查看铁氧体磁珠数据表的阻抗图可以轻松确定这些区域（如图 4-1 所示），其中 Z 是磁珠的阻抗，X 是电抗，R 是电阻。
图 4-1 MPZ1608S221A 的阻抗曲线对于阻抗图中磁珠主要呈现电感性的区域（图 4-1 中的区域 1），可以使用方程式 1 计算 LEQ，其中 XL = 频率为“f”时的磁珠阻抗。妥善的做法是让阻抗值与峰值阻抗值相差至少十倍频程以进行准确计算。例如，图 4-1 显示 MPZ1608S221A 在 10MHz 时的阻抗为 70Ω。可以计算出 LEQ 为 1.11μH。
通过类似 LEQ 的方法，查看磁珠主要呈现电容性的区域（图 4-1 中的区域 2），可以估算出 CPAR。可以使用方程式 2 估算 CPAR，其中 XC = 频率为“f”时的磁珠阻抗。为了获得准确的计算结果，最好让阻抗值与峰值阻抗值相差至少十倍频程。对于大多数磁珠，CPAR 小于 5pF，对环路的稳定性没有影响。用户应进行这些计算，并确保其适用于为用例选择的磁珠。例如，图 4-1 显示 MPZ1608S221A 在 1GHz 时的阻抗为 150Ω。因此，可以计算出 CPAR 为 1pF。
RPAR 可以近似表示为磁珠的峰值阻抗。为了便于计算，此处的 RDC 近似为零，而整个峰值阻抗估算为 RPAR。在图 4-1 中，可以计算出 RPAR 为 250Ω。
总输出电容 (CEQ) 需要包括用户为滤波而特意添加的电容以及由于铁氧体磁珠输出端的任何其他附加元件（如 ESD 二极管、电路板布线等）而产生的寄生电容。
根据滤波器模型，可以使用以下公式计算滤波器截止频率和 Q 因子：
表 4-1 总结了 TI 的后置滤波器反馈 D 类放大器的稳定性标准。用户需要确保所选滤波器的稳定性标准满足表 4-1 中的指南，才能使 D 类放大器正常运行。
| 截止频率范围 ω0 | 最小 ω0，Q |
|---|---|
| ω0 < 1.5Mhz | 无效 |
| 1.5Mhz < ω0 <= 2.5Mhz | >7.5e5 |
| 2.5Mhz < ω0 <= 3Mhz | >8.9e5 |
| 3Mhz < ω0 < = 4Mhz | >7.5e5 |
| 4Mhz < ω0 <= 5Mhz | >8.3e5 |
| 5Mhz < ω0 < = 10Mhz | >1.5e6 |
| 10Mhz < ω0 <= 20Mhz | >7.7e5 |
| 20Mhz < ω0 =< 30Mhz | >1.54e6 |
| 30Mhz < ω0 <= 40Mhz | >1.25e6 |
| 40Mhz < ω0 <= 50Mhz | >8e5 |
| 50Mhz < ω0 <= 75Mhz | >8e5 |
| 75Mhz < ω0 <= 100Mhz | >7.5e5 |
| 100Mhz < ω0 <= 150Mhz | >9e5 |
| 150Mhz < ω0 <= 250Mhz | >1.5e6 |
| 250Mhz < ω0 <= 500Mhz | >7.1e5 |
图 4-2 2506036017Y2 在直流偏置电流下的阻抗与频率间的关系请注意，一些 EMI 滤波器数据表提供了不同直流偏置电流下的阻抗降额曲线。例如，如图 4-2 所示，2506036017Y2 数据表提供了不同直流电流（0A、0.2A、0.5A、1A 和 2A）下的 EMI 滤波器阻抗曲线。因此，如果要在高达 2A 的扬声器大电流应用中使用 D 类放大器，则需要验证每个设置下的稳定性。应在偏置电流范围内验证 PFFB 放大器的 D 类环路稳定性，确保在环路的任何中间工作点都不会出现不稳定情况。