MAX98306：立体声3.7W D类放大器的卓越之选

在电子设备音频放大领域，D类放大器凭借其高效率的优势，成为众多设计工程师的青睐之选。今天要给大家介绍的MAX98306立体声3.7W D类放大器，更是以其独特的性能和特点，在市场上占据了一席之地。

文件下载：MAX98306ETD+T.pdf

一、产品概述

MAX98306是一款具备AB类音频性能和D类效率的立体声放大器。它通过单增益选择输入（GAIN）提供了五种可选增益设置（6dB、9dB、12dB、15dB和18dB），满足不同应用场景下对音频增益的需求。同时，其有源发射限制、边沿速率和过冲控制电路，结合无滤波器扩频调制方案（SSM），在消除传统D类设备输出滤波需求的同时，还提供了出色的电磁干扰（EMI）性能，有效减少了应用组件数量。此外，该IC在3.7V电源下仅2.0mA的静态电流，大大延长了便携式应用中的电池续航时间。它采用14引脚TDFN（3mm x 3mm x 0.75mm）封装，工作温度范围为 -40°C至 +85°C，适用于多种复杂环境。

二、应用领域

MAX98306的应用十分广泛，涵盖了智能手机、MP3播放器、便携式音频播放器、VoIP电话、平板电脑、蜂窝电话以及附属扬声器等众多设备。这些设备对音频质量和功耗都有较高要求，而MAX98306正好能够满足这些需求。

三、产品特性

1. 出色的输出功率

在5V电源下，3Ω负载、10%总谐波失真（THD）时输出功率可达3.7W；8Ω负载、10% THD时输出功率为1.7W，能够为音频设备提供强劲的动力。

2. 优秀的EMI性能

无需滤波即可通过EMI限制，即使使用长达12英寸的扬声器电缆也能满足要求。

3. 高电源抑制比（PSRR）

在217Hz时PSRR高达83dB，有效减少电源纹波对音频信号的干扰。

4. 扩频调制和有源发射限制

能够有效降低宽带频谱分量，减少EMI辐射。

5. 五档引脚可选增益

方便用户根据实际需求灵活调整音频增益。

6. 出色的咔嗒声和爆音抑制

减少设备启动和关闭时的可听瞬态噪声，提升音频体验。

7. 热保护和过流保护

确保设备在异常情况下的安全运行。

8. 低电流关断模式

关断时电流极低，有助于降低功耗。

9. 节省空间的封装

3mm x 3mm x 0.75mm的14引脚TDFN封装，适合对空间要求较高的应用。

四、电气特性

1. 电源电压范围

保证PSRR测试的电源电压范围为2.6V至5.5V，适应不同的电源环境。

2. 欠压锁定

欠压锁定电压为1.8V至2.3V，防止设备在低电压下不稳定工作。

3. 静态电源电流

3.7V电源时静态电流为2mA至2.7mA，5.0V电源时为2.6mA，功耗较低。

4. 关断电源电流

关断时电流小于1µA（典型值），最大不超过10µA。

5. 开启时间

开启时间为3.2ms至10ms，响应迅速。

6. 偏置电压

偏置电压为1.62V至2.15V，确保音频信号的稳定放大。

7. 电压增益

根据GAIN引脚的不同连接方式，可实现不同的电压增益，范围从6dB至18dB。

8. 通道间增益跟踪

通道间增益跟踪误差不超过0.1%，保证左右声道音频的一致性。

9. 输入电阻

不同增益设置下输入电阻不同，范围从22kΩ至131kΩ。

10. 共模抑制比（CMRR）

在1kHz输入时，CMRR典型值为79dB，有效抑制共模干扰。

11. 输出失调电压

在 +25°C时，输出失调电压为±1mV至±3mV。

12. 咔嗒声和爆音水平

启动和关闭时的咔嗒声和爆音水平分别为 -79dBV和 -73dBV，有效减少噪声。

13. 电源抑制比（PSRR）

在不同纹波频率下，PSRR表现良好，如217Hz和1kHz时为83dB，10kHz时为77dB。

14. 输出功率

不同负载和电源电压下，输出功率不同，如5V电源、3Ω负载、10% THD时为3.7W。

15. 总谐波失真加噪声（THD+N）

在不同负载和输出功率下，THD+N表现优秀，如1kHz时，部分情况下低至0.03%。

16. 输出噪声

A加权输出噪声为29µVRMS，噪声水平较低。

17. 信噪比（SNR）

在8Ω + 68µH负载、1% THD+N时，SNR典型值为99dB。

18. 效率

在8Ω + 68µH负载、1.4W输出功率、1kHz频率时，效率典型值为92%。

19. 振荡器频率

振荡器频率范围为160kHz至540kHz。

20. 扩频带宽

扩频带宽典型值为20kHz。

21. 电流限制

在 +25°C时，电流限制典型值为3A。

22. 热关断水平

热关断水平为 +150°C，确保设备在高温下的安全。

23. 热滞回

热滞回为20°C，防止设备频繁热关断。

24. 数字输入（SHDN）

输入高电平为1.4V，输入低电平为0.4V，输入泄漏电流在 +25°C、SHDN = 0时为±1µA。

五、引脚配置与功能

PIN	NAME	FUNCTION
1, 8	PGND	接地
2	SHDN	低电平有效关断输入，驱动至PGND可使设备进入关断状态，高于1.4V则正常工作
3	INL+	左声道非反相音频输入
4	INL-	左声道反相音频输入
5	GAIN	增益选择
6	INR-	右声道反相音频输入
7	INR+	右声道非反相音频输入
9	OUTR-	右声道负扬声器输出
10	OUTR+	右声道正扬声器输出
11, 12	PVDD	电源，需通过0.1µF和10µF电容旁路至PGND
13	OUTL+	左声道正扬声器输出
14	OUTL-	左声道负扬声器输出
—	EP	外露焊盘，直接接地

六、详细工作原理

1. D类扬声器放大器

无滤波器D类放大器输出级的效率远高于AB类放大器。其高效率得益于输出级晶体管的脉宽调制（PWM）轨到轨开关操作，使得功率损耗主要来自MOSFET导通电阻的I²R损耗和静态电流开销。

2. EMI无滤波器输出级

传统D类放大器需要使用外部LC滤波器或屏蔽来满足EN55022B电磁干扰（EMI）法规标准。而MAX98306的有源发射限制边沿速率控制电路和扩频调制在保持高达92%效率的同时，降低了EMI辐射。扩频调制和有源发射限制能够限制宽带频谱分量，同时专有技术确保开关周期的逐周期变化不会降低音频再现或效率。该IC的扩频调制器在中心频率（320kHz）周围 ±20kHz范围内随机改变开关频率，在10MHz以上，宽带频谱在EMI方面表现为噪声。

3. 扬声器电流限制

当扬声器放大器的输出电流超过电流限制（典型值3A）时，IC会禁用输出约100µs，然后重新启用。如果故障条件仍然存在，IC会继续禁用和重新启用输出，直到故障条件消除。

4. 可选增益

通过GAIN输入，IC提供了五种可编程增益设置，方便用户根据实际需求进行调整。

5. 关断模式

IC具有低功耗关断模式，关断时电源电流 ≤ 1µA（典型值）。将SHDN引脚驱动为低电平可使MAX98306进入关断状态，高于1.4V则正常工作。

6. 咔嗒声和爆音抑制

MAX98306的扬声器放大器采用了全面的咔嗒声和爆音抑制技术。在启动时，抑制电路可减少设备内部的可听瞬态源；进入关断状态时，差分扬声器输出会迅速同时降至PGND。

七、应用信息

1. 无滤波器D类操作

传统D类放大器需要输出滤波器，这会增加成本和尺寸，并降低THD性能。而MAX98306的无滤波器调制方案无需输出滤波器。由于IC的开关频率远高于大多数扬声器的带宽，开关频率引起的音圈运动非常小。建议使用串联电感大于10µH的扬声器，典型8Ω扬声器的串联电感在20µH至100µH范围内。

2. 组件选择

电源输入（PVDD）

PVDD为扬声器放大器供电，电压范围为2.6V至5.5V。需通过0.1µF和10µF电容将PVDD旁路至PGND。如果PVDD与电源之间的输入走线较长，还需在设备处添加额外的大容量电容。

输入滤波

输入耦合电容（CIN）与放大器的内部输入电阻（RIN）共同构成高通滤波器，可去除输入信号的直流偏置。这些电容可使放大器将信号偏置到最佳直流电平。假设源阻抗为零，CIN的计算公式为： [C{IN}=frac{1}{2 pi f{3 d B} × R_{IN}}] 其中f - 3dB是 -3dB截止频率，RIN是电气特性表中规定的典型值。为获得最佳低频THD性能，应使用电压系数足够低的电容。根据20Hz高通滤波器计算的电容值如下表所示：	GAIN	R IN (kΩ)	C IN for 20Hz (nF)
18	33	241
15	46	十七3
12	65	122
9	93	86
6	131	61

3. 布局和接地

合理的布局和接地对于实现最佳性能至关重要。良好的接地可改善音频性能，防止开关噪声耦合到音频信号中。应使用宽而低电阻的输出走线，因为负载阻抗降低时，设备的电流会增加，输出走线的电阻会降低输送到负载的功率。例如，通过100mΩ的总扬声器走线将2W功率从设备输出输送到4Ω负载时，扬声器得到1.904W；而通过10mΩ的总扬声器走线时，扬声器得到1.99W。宽的输出、电源和接地走线还可提高设备的散热性能。此外，IC本身具有出色的射频抗干扰能力，为获得最佳性能，可在PCB顶层或底层的所有信号走线周围添加接地填充。

八、总结

MAX98306立体声3.7W D类放大器以其出色的音频性能、高效率、低功耗以及丰富的功能特性，成为电子工程师在音频放大设计中的理想选择。无论是在便携式设备还是其他音频应用中，它都能提供稳定可靠的解决方案。希望通过本文的介绍，能让大家对MAX98306有更深入的了解，在实际设计中充分发挥其优势。大家在使用MAX98306的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。