T類功放設(shè)計、制作（TA2024、TA2020、TA2022等）

ID:127902 · 發(fā)表于 2016-6-25 15:36

什么是T類
T類是Tripath生產(chǎn)的具有D類功放效率、同時音質(zhì)媲美AB類功放的新功放類型（詳細(xì)工作原理請參考Tripath官方資料）。所謂T，就是取Tripath首字母。目前最多被DIYer熱捧的有TA2024、TA2020和TA2022等型號；在成品機(jī)中，Sonic Impact Technologies早在2003年就有T-AMP推出。
（本文屬小弟原創(chuàng)，如引用請注明出處，謝謝高看）
T類功放電路（TA2024篇）

TA2024的電路板設(shè)計

在電路中，Pin1（＋5VGEN）是芯片輸出其內(nèi)部產(chǎn)生的5V基準(zhǔn)電源，電阻分壓后得到約2.4V 偏壓，通過1M左右電阻接輸入管腳，調(diào)節(jié)分壓電阻，就可以調(diào)節(jié)輸出的直流電平（注：最佳輸出直流U0＝0V，過大的直流電平可能引起靜態(tài)噪音并導(dǎo)致開關(guān)機(jī)沖擊聲，甚至損壞揚(yáng)聲器）。功放輸入采用比較典型的電容耦合形式，R5和R6是反饋電阻，和輸入電阻一起決定了功放增益Av，例如第一個聲道增益 Av1＝12×（R5/R2）。
Pin12是MUTE（靜音）控制輸入引腳。將該引腳上拉到高電平（5V邏輯）時候，處于“靜音”狀態(tài)；接地時候則為“非靜音”，即正常工作狀態(tài)。需要注意該引腳具有內(nèi)部上拉，所以如果懸空不用，芯片默認(rèn)處于“靜音”狀態(tài)。
Pin19 是Fault（出錯標(biāo)志）輸出引腳。如果電路出現(xiàn)過熱、輸出對地短路等情況，該引腳輸出高電平。
將Pin12和Pin19連接起來，如果有出現(xiàn)上述錯誤，則會自動將功放置為“靜音”狀態(tài)，防止芯片燒毀。
另外芯片還有SLEEP（休眠）輸入控制和Over Load（過載）狀態(tài)輸出引腳，顧名思義諸位可以加以利用。
注意到功放的輸出實際上是平衡形式的，沒有公共地。輸出接有LC濾波網(wǎng)絡(luò)，這是因為T類功放的輸出帶有高頻信號。10uH電感和0.47uF電容大概設(shè)置頻率截止點(diǎn)73kHz。輸出另外帶有阻容串連的茹貝爾（Zobel）濾波網(wǎng)絡(luò)，同樣也是為了濾去高頻，同時可以降低負(fù)載阻抗變化。另外還有一個電容跨接在揚(yáng)聲器兩極，這個可以使負(fù)載接近“純電阻”。
在輸出還接有4個肖特基二極管，靠近輸出引腳，可以防止輸出信號水平低于地電平，防止損壞芯片內(nèi)的輸出功率管。選擇合適的反向擊穿電壓的型號，還可以防止過高的輸出電平出現(xiàn)。
TA2024的效率和散熱
TA2024構(gòu)成的電路具有80％以上的效率，在10W（@8歐）情況下，效率達(dá)到了88％，所以不需要大的散熱器來支持（除非電路設(shè)計不合理，導(dǎo)致異常發(fā)熱），一般情況下使用電路板的露銅來散熱就足夠了。所以TA2024芯片也設(shè)計成貼片（而不是TO－220類型），下方有金屬導(dǎo)熱塊。目前有看到市面上一些設(shè)計在TA2024上額外增加散熱器，我認(rèn)為這個根本無助于散熱，因為TA2024的芯片晶體是貼在下表面金屬塊上的，發(fā)熱傳導(dǎo)到上方很少，也很慢，在芯片上方增加散熱器反而導(dǎo)致空氣不流通，影響散熱效果。TA2024芯片封裝：

那么什么情況下加散熱器有效呢？看看這個芯片封裝：

金屬散熱塊在上方，才是適合外加散熱器的。

TA2024實做
合理的布局不僅有助于布線的簡化，還可以提升T類功放品質(zhì)。一般的原則是嚴(yán)格區(qū)分電路上的功能模塊：輸入、輸出、電源等。另外PCB需要留出足夠的空間來幫助芯片散熱，大面積鋪銅，同時阻焊開窗（露銅），作為散熱用。請參考實物圖：

細(xì)節(jié)圖片：

組裝完成品1：

完成圖2：

T類功放電路（TA2022篇）
如果說TA2024的功率和輸出（4線形式）是短板，那TA2022絕對是你的不二選擇。 70W @4Ω（0.015% THD+N ），最大達(dá)到不小于125W每聲道輸出。這么大的功率已經(jīng)不再可能用12V供電，所以是雙電源，可以使用最高正負(fù)36V的直流電源，另外額外需要一組5V 基準(zhǔn)供電。保證了大幅度輸出和高品質(zhì)音質(zhì)。而且效率也保持在90% 左右。
TA2022的晶體封裝在大塊的厚銅基板上，保證良好導(dǎo)熱，實際使用，不需要很大的散熱器就可以工作。
TA2022實做圖片

T類功放電路（TA2020篇）
TA2020-020芯片封裝類似TA2022，前者卻可以工作于單電源。功率較TA2024大一些，可達(dá)到20多瓦@4歐。
觀察2020的輸出可以發(fā)現(xiàn)和2024很相似，甚至可以認(rèn)為2020是2024的增強(qiáng)版本，供電上限到了14.6V，功率達(dá)到了25W最大。另外，對于焊接新手來說，相對2024的貼片封裝，2020的SSIP封裝可以說是一個福音。

TA2020功放實做：

ID:249545 · 發(fā)表于 2017-11-23 21:34

我比較奇怪的是:大功率T類功放為什么要采用這些偏門的封裝,太難做PCB Layout了!!
難道不可以用那種"變頻器"功率�？炷菢幼拥姆庋b嗎?

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