Texas Instruments TAS2780数字输入单声道D类音频放大器经过优化，可有效地将高峰值功率驱动到小型扬声器中。该款D类放大器在18V电源电压下为4Ω负载提供25W连续功率，THD+N小于1%。该器件具有宽电压输入范围和高输出功率，非常适合用于电池或线路供电系统。

数据手册：*附件：Texas Instruments TAS2780数字输入单声道D类音频放大器数据手册.pdf

TI TAS 2780数字输入单声道D类音频放大器可用作传统放大器或采用基于主机的扬声器保护算法。集成的扬声器电压和电流检测允许通过返回I^2^S路径向保护算法提供扬声器条件的实时反馈。

TAS2780Y桥电源构架通过内部选择电源来实现最佳余量，从而提高效率。此外，具有多个阈值的掉电预防方案可在电源下降时降低信号路径增益。多达八个TAS2780器件可以通过I^2^S/TDM + I^2^C接口共享公共总线。

TAS2780采用30引脚HR-QFN封装，实现紧凑的PCB占位。

特性

• 主要特性
  • 23V电源，用于D类输出级
  • Y桥多级电源架构
  • 扩频控制
  • 超声波输出支持高达40kHz
• 输出功率：
  • 25W, 1% THD+N (4Ω, 18V)
  • 最大输出功率：30W，10% THD+N
• 效率 (1% THDN) 和功耗
  • 83%（1W、4Ω、PVDD=12V、VBAT1S=3.8V时）
  • 83%（1W、8Ω、PVDD=18V、VBAT1S=5V时）
  • 85%（1W、4Ω、PVDD=18V、VBAT1S=5V时）
  • 85%（15W、4Ω、PVDD=18V、VBAT1S=5V时）
  • 93%（1W、8Ω、PVDD=18V、VBAT1S=5V时）
  • 硬件关断模式下<0.5μA
• 电源和管理：
  • 3V至23V PVDD
  • 2.7V至5.5V VBAT1S
  • 1.8V AVDD
  • 1.8V/3.3V IOVDD
• 接口和控制：
  • 用于回声消除的SDOUT
  • I^2^S/TDM：8通道，每通道32位，高达96KSPS
  • I^2^C：具有快速模式+的可选地址
  • 芯片间通信总线
  • 采样率：44.1kHz至96kHz
• 集成扬声器管理、保护和EMI：
  • 实时IV-sense，用于扬声器保护
  • 短路和开路负载保护
  • 热保护和过流保护
  • 带功率限制器的掉电保护
  • 过功率和低电池保护
  • PVDD和VBAT1S电源跟踪限制器
  • 热折返
  • 后置滤波器反馈
  • 输出转换率控制

框图

TAS2780数字输入单声道D类音频放大器技术解析

一、产品概述

TAS2780是德州仪器(TI)推出的一款高性能数字输入单声道D类音频放大器，专为高效驱动扬声器而优化。该器件采用先进的Y-Bridge多级电源架构，集成了扬声器IV(电流/电压)检测功能，适用于笔记本电脑、智能音箱、平板电脑和无线音箱等应用场景。

关键特性包括：

• 工作电压范围：PVDD 3V至24V，VBAT1S 2.7V至5.5V
• 输出功率：25W(4Ω, 18V, 1% THD+N)，最大30W(10% THD+N)
• 高效率：85%@15W(4Ω, 18V)
• 集成扬声器保护功能(实时IV检测、短路/开路保护等)
• 支持I2S/TDM(8通道32位，最高96kSPS)和I2C接口

二、核心技术解析

1. Y-Bridge电源架构

TAS2780采用创新的Y-Bridge电源架构，可智能选择PVDD或VBAT1S供电以获得最佳性能：

• 高压PVDD用于大功率输出
• 低压VBAT1S用于小信号时提高效率
• 自动切换机制确保无缝过渡

2. 实时IV检测技术

器件集成了高精度电压和电流检测ADC(16位分辨率)，可实时监测扬声器状态：

• 电压检测范围：16Vpk
• 电流检测范围：5A
• 动态范围：70dB(电流)，75dB(电压)
• 支持后滤波器反馈(PFFB)补偿外部滤波器的电压降

3. 高级保护功能

TAS2780提供全面的保护机制：

• ‌电源管理‌：Brownout预防、过功率/低电池保护
• ‌热保护‌：热折返(142°C关断)和热梯度检测
• ‌负载保护‌：短路/开路检测、过流保护(6.6A max)
• ‌时钟监控‌：自动检测无效的SBCLK/FSYNC比率

三、典型应用设计

1. 电源配置方案

器件支持多种工作模式：

• ‌PWR_MODE0‌：仅使用PVDD供电
• ‌PWR_MODE1‌：Y-Bridge模式(高功率VBAT1S)
• ‌PWR_MODE2‌：Y-Bridge模式(低功率VBAT1S)
• ‌PWR_MODE3‌：超声波应用专用模式

2. 布局建议

关键布局注意事项：

• 使用宽走线处理大电流路径(PVDD/VBAT1S/输出)
• PGND直接连接至地平面
• VSNS_P/N应尽量靠近扬声器连接
• 自举电容尽可能靠近BST引脚
• 去耦电容靠近电源引脚放置

3. 外部元件选择

推荐使用：

• VBAT1S去耦电容：10μF(X7R)
• PVDD去耦电容：100nF+22μF(X7R)
• 可选EMI滤波器：120Ω@100MHz铁氧体磁珠
• 自举电容：100nF(6V)

四、性能表现

实测性能数据(18V PVDD, 4Ω负载)：

• ‌THD+N‌：<0.01%(1W), <1%(25W)
• ‌效率‌：83%@1W, 89%@15W
• ‌PSRR‌：>110dB(217Hz)
• ‌待机电流‌：<0.5μA(硬件关断)

五、应用场景推荐

1. ‌高端笔记本电脑‌：利用其高效率和紧凑封装(4mm×3.5mm HR-QFN)
2. ‌智能音箱‌：发挥实时IV检测和高级保护功能优势
3. ‌便携式设备‌：低电压工作(最低3V PVDD)适合电池供电
4. ‌超声波应用‌：专用模式支持高达40kHz输出