电感电流对功放的频响等指标的影响

之前的文章写过电感选型对功放的频响等指标的影响，这里重点量化下大功率下电感电流。

从过程上看，先看启动电流，电感饱和电流能否扛过？  再看喇叭电流（喇叭电流取决于声学工程师对声音峰值电流的追求）+电感纹波电流。‘喇叭电流+电感纹波电流’都小于该电感的饱和电流且留有至少25%以上的余量，则是比较稳定可靠的电感选型方案。

电感电流的测量方法：

用示波器电流探头在滤波电容前面测试流过电感的电流

流过电感的电流等效为流过芯片MOS的电流

测试过程中需要把电感翘起来，电感的另一头用粗的导线焊接到焊盘上，电流探头夹住导线。

上电启动电流波形：

D类功放通过PWM调制（音频信号调制在较高的PWM频率上). 以常规的PWM调制为例，单边输出共模电压为PVDD/2（即输出占空比为50%）为例。

 

绿色波形 为流过电感电流，  黄色波形 为音频功放输出PWM。

功放的供电电压PVDD=24V,输出LC （电感为10uH，电容为0.68uF）启动共模电压建立瞬间，震荡电流到3.2A左右。

上电启动峰值电流  Ipstart =PVDD * Duty *((C/L）^0.5)*SIN(0.5*pi)  （此处Duty为无输入信号时的PWM输出Duty）

 

总结：
 

1）对于电感选型来说，第一关就是要避免上电电流过大导致无法启动（上电就触发过流保护）。
 

2） 很多情况，输出的喇叭线上电流可能很小，不到2A，但是由于电感感值选得太小，会出现启动共模电压的建立过程就超过2.5A的情况。
 

输出纹波电流：
 

D类功放通过PWM调制（音频信号调制在较高的PWM频率上). 以常规的PWM调制为例，当输出共模稳定后， 电感纹波基本稳定。

绿色波形 为流过电感电流，  黄色波形 为音频功放输出PWM；

功放的供电电压PVDD=24V,输出LC （电感为10uH，电容为0.68uF），开关频率为480kHz。

开关频率越高，纹波电流越小；电感越大，纹波电流越小。一般为了降低音频功放自身的switching loss， 推荐开关频率采用480kHz，因此一般建议电感在大于12V的情况下，电感不要低于10uH。

 

总结：
 

1）对于电感选型来说，扛过第一关启动电流后，接下来要考虑的是流过喇叭线的最大电流叠加纹波电流。
 

喇叭电流叠加电感纹波电流

上图是一个电感纹波电流叠加喇叭电流的例子。

以一个直流电阻为R 的喇叭为例子（这里不考虑喇叭在不同频点的阻抗不一样，假定所有频点都是4ohm；另外也暂不考虑功放的RdsON和电感和导线的DCR），功放侧对功率不做限制的话，这样最大的喇叭电流为 PVDD/R。

PVDD=19V,Load=4ohm，LC filter=10uH+0.68uF，开关频率为 480kHz，调制方式为HighPerformance Mode，  那么流过电感的电流最大可能为 5.29A.

通过这篇文章，总结了功放的电感电流，工程师选择电感时，电感电流一定要作为一个重点指标，电感电流不但影响指标，还影响功放的稳定性和寿命。

另外在材料上，一体成型和磁封胶对功放性能也有影响，ACM8625为例，相同配置下，只是更换饱和电流差不多，不同材质的电感对比THD+N的对比：

黄色的是一体成型的，蓝色是磁封胶。

电感是功放系统的重要组成，希望这篇文章能帮助到你，如果帮助到了你，感谢转发给你的朋友，希望也能帮助到他。
 

审核编辑：刘清