1 简介

有关如何为 D 类放大器确定合适的 LC 滤波器，当前有几份应用手册（例如 LC 滤波器设计 和 2.1MHz D 类放大器的电感器选型指南）讨论了在确定输出 LC 滤波器配置、电感器值和电容器值时的注意事项。

TAS6x84-Q1 是一款高功率 D 类音频放大器，支持高达 45V 的电压和每通道至少 10A 的电流，并使用 BD 或 1SPW 模式调制。图 1-1 展示了 LC 滤波器单端等效电路。BD 和 1SPW 模式调制使用相同的 LC 滤波器配置。

图 1-1 BD 和 1SPW 模式的 LC 滤波器（显示了一半的电路）

电感器上的纹波电流定义为流经 D 类放大器输出电感器的交流电流。使用 LC 滤波器时，特别是当 LC 滤波器的截止频率相对于放大器的 PWM 开关频率降低时，纹波电流会减小，从而在 LC 滤波器之后仅存在很小的残余纹波电压。在 LC 滤波器设计中，通常希望降低纹波电流，以便降低输出 FET 的 R_DS(on) 和输出电感器的 DCR 上的功率损耗，以及减少 EMC 辐射干扰。

纹波电流在总待机电流中的占比最大。图 1-2 显示，在 BD 调制模式下，D 类放大器在 LC 滤波器处于空闲状态时产生 PVDD/2 的共模电压，这是 50% 占空比 PWM 开关波形的平均值（请参阅图 1-3）。

图 1-2 PVDD/2 共模电压

因此，当 PWM 电压达到
PVDD/2 时，输出电感器两端的电压会改变极性。电感器两端的最大电压为 PVDD/2，最小电压为 –PVDD/2。

图 1-3 PWM 电压波形

图 1-4 展示了使用这些参数绘制的电感器电压和电流波形。

图 1-4 电感器电压和电流

空闲时，流经电感器的正负电流必须对称，因此以零为中心。否则，扬声器会产生直流偏置，并且会有恒定的平均电流流过负载。图 1-4 中的阴影区域表示电流的方向。

使用图 1-4 可以计算空闲时的峰值纹波电流。

其中

• L = 电感器值
• f_PWM = PWM 开关频率

随着电源电压增大，峰值纹波电流也会增大。考虑增加电感来减小输出纹波电流。在高电压应用中，请使用四阶滤波器配置以提高 EMC 性能。图 1-5 是典型的 TAS6x84 LC 滤波器配置，可覆盖所有电压应用。

图 1-5 TAS6x84-Q1 典型 LC 滤波器电路（显示了一半的电路）