SGM2822：高效低 EMI 音频功率放大器的卓越之选

在音频功率放大器领域，SGM2822 以其独特的性能和特性脱颖而出。它是一款由 SGMICRO 推出的 2.4W 低 EMI 类 D 音频功率放大器，具备自动恢复短路保护功能，适用于多种音频应用场景。

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一、产品概述

SGM2822 是一款高效、低 EMI、无滤波器的类 D 音频放大器，具有自动恢复短路保护功能。它的供电电压范围为 2.5V 至 5.5V（8Ω 负载），当供电电压为 5.0V 时，能够在 8Ω 负载下提供 1.7W 的功率，总谐波失真加噪声（THD + N）为 10%。其效率高达 88%，在 217Hz 时电源抑制比（PSRR）为 70dB，非常适合电池供电的高品质音频应用。与典型的类 D 音频功率放大器相比，SGM2822 产生的 EMI 辐射要少得多，大大简化了便携式应用的系统设计。

二、产品特性

（一）供电电压与输出功率

• 供电电压范围：8Ω 负载时为 2.5V 至 5.5V；4Ω 负载时为 2.5V 至 4.5V。
• 典型输出功率：在不同供电电压和负载条件下，输出功率有所不同。例如，在 (V{DD}=4.5V)、4Ω 负载、THD + N = 10% 时，输出功率可达 2.4W；在 (V{DD}=5V)、8Ω 负载、THD + N = 10% 时，输出功率为 1.7W。

（二）低失真与低功耗

• 低 THD + N：在 (V{DD}=3.6V)、(f = 1kHz)、(R{L}=8Ω)、(P_{0}=0.5W) 时，THD + N 低至 0.03%。
• 低静态电流：在 (V_{DD}=3.6V) 时，静态电流为 2.1mA。
• 低关断电流：关断电流仅为 0.1µA。

（三）高 PSRR 与增益

• 高 PSRR：在 217Hz 时 PSRR 为 70dB，无需旁路电容进行共模偏置。
• 最大增益：24dB（15.9V/V）。

（四）保护功能

• 欠压锁定：确保设备在供电电压过低时进入关断模式，当电压恢复正常时自动恢复工作。
• 自动恢复过流和短路保护：检测到过流或短路情况时，设备进入关断模式，并在故障消除后自动恢复正常工作。
• 热过载保护：当芯片温度超过 160℃ 时，设备进入关断模式，温度降低 30℃ 后自动恢复。

（五）低 EMI 设计

采用专有设计和频率抖动技术，在保持高效率的同时，最大限度地减少 EMI 辐射。

（六）封装形式

采用绿色 UTQFN - 1.2×1.2 - 9L 封装。

三、应用领域

SGM2822 适用于多种音频应用场景，包括但不限于：

• 移动电话：为手机提供高品质的音频输出。
• 便携式导航设备：满足导航设备对音频的需求。
• 多媒体互联网设备：如平板电脑、智能音箱等。
• 便携式扬声器：为便携式扬声器提供高效的功率放大。

四、引脚配置与描述

（一）引脚配置

SGM2822 采用 UTQFN - 1.2×1.2 - 9L 封装，引脚分布如下：	引脚名称	描述
INP	正音频输入端子
GND	接地
VON	负 BTL 音频输出端子
VDD	电源
PVDD	输出级电源，内部与 VDD 短路
PGND	输出级电源地，需在系统板上与 GND 外部短路
INN	负音频输入端子
EN	芯片使能（高电平有效），内部有 300kΩ 下拉电阻
VOP	正 BTL 音频输出端子

（二）引脚功能

这些引脚的合理连接和使用对于 SGM2822 的正常工作至关重要。例如，EN 引脚用于控制设备的开启和关断，当 EN 引脚拉低时，设备进入关断模式，电流降至 0.1µA；当 EN 引脚拉高时，设备经过 35ms（典型值）的启动时间后恢复正常工作。

五、应用注意事项

（一）电源去耦

为确保 SGM2822 的最佳性能，如输出功率、效率和 THD + N，需要进行适当的电源去耦。将去耦电容尽可能靠近 VDD 引脚放置，建议在音频功率放大器附近添加一个 100µF 或更大的电容，以实现最佳的电源耦合。

（二）接地平面

在系统板上为 SGM2822 采用接地平面，有助于提高性能和减少干扰。

（三）EMI 抑制

• 铁氧体磁珠滤波器：对于负载电阻小于 6Ω 的应用，使用额定电流不小于 2A 的铁氧体磁珠滤波器，并将其尽可能靠近输出引脚 VOP 和 VON 放置，以进一步抑制 EMI。
• RC 缓冲电路：当电源电压超过 4.5V 时，建议在两个输出引脚 VOP 和 VON 之间添加一个简单的 RC 缓冲电路，以防止设备因快速输出开关或过流、短路情况引起的过度电感反激而加速损坏或突然破坏。

（四）输入电阻和电容

• 输入电阻：输入电阻 (R{INE}) 用于设置放大器的增益，根据公式 (Gain =frac{2 × 150}{R{INE }+18.8} frac{(V)}{(V)}) 计算。为了保持性能优化，建议使用公差为 1% 或更好的电阻，并将其尽可能靠近 SGM2822 放置，以减少注入到高阻抗输入节点的噪声。
• 输入电容：输入电容 (C{IN}) 和输入电阻 (R{INE}) 决定了高通滤波器的截止频率 (f{C}=frac{1}{2 pi timesleft(R{INE }+18.8right) × C_{IN}})，截止频率直接影响低频信号，从而决定输出低音质量。

（五）PCB 布局

• 减小电阻：为了保持最大输出功率，连接输出引脚到负载和电源引脚到电源的 PCB 走线应尽可能宽和短，以减小走线电阻。
• 使用电源和接地平面：使用电源和接地平面可以提供最佳的 THD + N 性能，同时减少走线电阻，并通过寄生电容过滤电源线。
• 减少 EMI 辐射：随着 SGM2822 到扬声器的距离增加，EMI 辐射会增加。可以在靠近 SGM2822 的位置放置铁氧体磁珠来减少 EMI 辐射，铁氧体磁珠的取值应根据具体应用而定。

六、典型应用电路

（一）差分音频输入

适用于移动电话等应用，通过差分输入可以提高噪声抑制能力。

（二）单端音频输入

适用于一些对输入要求不高的应用，通过简单的电路配置实现音频放大。

七、总结

SGM2822 作为一款高性能的类 D 音频功率放大器，具有高效、低 EMI、多种保护功能等优点，适用于多种音频应用场景。在设计过程中，需要注意电源去耦、接地平面、EMI 抑制、输入电阻和电容以及 PCB 布局等方面，以确保设备的最佳性能。你在使用 SGM2822 进行设计时，是否遇到过一些特殊的问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。