MAX9741：低 EMI 立体声 D 类放大器的卓越之选

在音频功率放大器领域，D 类放大器凭借其高效率的特点逐渐崭露头角。今天要给大家介绍的 MAX9741 立体声 D 类音频功率放大器，更是在性能、效率和 EMI 抑制等方面表现出色。

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一、产品概述

MAX9741 是一款 12W + 12W 的低 EMI、扩频立体声 D 类放大器，它融合了 AB 类放大器的性能和 D 类放大器的效率，不仅节省了电路板空间，还无需使用笨重的散热片。该放大器采用高效的 D 类架构，能向 8Ω 负载提供 12W 的连续输出功率。其专有的调制和开关方案使得传统 D 类 EMI 抑制输出滤波器不再必要。

二、产品特性

2.1 低 EMI 设计

MAX9741 提供两种调制方案：固定频率模式（FFM）和扩频模式（SSM）。扩频模式能有效降低 EMI 辐射，搭配铁氧体磁珠滤波器，使用 0.5m 电缆时可通过 FCC EMI 限制。

2.2 高功率输出

可向 8Ω 负载提供 12W + 12W 的连续输出功率，满足多种音频应用需求。

2.3 低失真与高信噪比

总谐波失真加噪声（THD + N）低至 0.1%，电源抑制比（PSRR）高达 80dB（1kHz），信噪比（SNR）超过 100dB，保证了出色的音频质量。

2.4 全面保护功能

具备短路和热过载保护，可防止设备在故障条件下受损。

2.5 其他特性

采用全差分架构和全桥输出，提供全面的咔嗒声和爆音抑制；引脚可选增益减少了组件数量；采用热效率高、节省空间的 56 引脚 TQFN（8mm x 8mm x 0.8mm）封装。

三、应用领域

MAX9741 适用于多种音频设备，如 LCD/PDP 电视、CRT 电视和 PC 扬声器等。

四、工作模式

4.1 固定频率调制（FFM）模式

MAX9741 具有三种不同开关频率的 FFM 模式。在该模式下，D 类输出的频谱由基本开关频率及其相关谐波组成。用户可根据需要将开关频率改变 ±35%，且不影响音频再现。

4.2 扩频调制（SSM）模式

独特的扩频模式可使宽带频谱成分平坦化，改善扬声器和电缆可能辐射的 EMI 发射。该模式通过设置 FS1 = FS2 = H 启用，开关频率在中心频率（670kHz）周围随机变化 ±7%。

五、效率优势

与线性放大器相比，D 类放大器的效率主要归因于输出级晶体管的工作区域。线性放大器的理论最佳效率为 78%，但仅在峰值输出功率时才能达到，在正常工作水平下效率会降至 30% 以下。而 MAX9741 在相同条件下效率仍能超过 78%。

六、功能特性

6.1 关机模式

通过将 SHDN 引脚拉低，可使设备进入低功耗（0.2µA）关机模式，延长电池寿命。

6.2 咔嗒声和爆音抑制

全面的咔嗒声和爆音抑制功能可消除启动和关机时的可听瞬态。在关机时，H 桥通过 320kΩ 电阻拉至地；启动时，输入放大器静音，内部环路将调制器偏置电压设置到正确水平，随后软启动功能逐渐解除输入放大器的静音。

6.3 静音功能

MAX9741 具有无咔嗒声/无爆音静音模式。将 SS 引脚拉低可使输出停止切换，从而静音扬声器，但不关闭设备。

6.4 内部调节器

内部线性调节器 REG 用于为内部模拟电路供电，电压标称值为 6V。在关机时，REG 关闭。

七、应用信息

7.1 D 类放大器输出

D 类放大器的输出波形由从地到电源轨的高频脉冲组成，评估其输出需取正负输出的差值并进行低通滤波。

7.2 铁氧体磁珠输出滤波器

MAX9741 的低 EMI 输出开关方法降低了输出滤波要求，许多应用中使用简单的铁氧体磁珠滤波器即可使放大器通过 FCC EMI 限制。不过，铁氧体磁珠滤波器会略微增加失真并降低效率。

7.3 电感/电容输出滤波器

使用全电感和电容（LC）输出滤波器可显著衰减基本开关能量，但需要选择合适的电感和电容。

7.4 无滤波器操作

在某些情况下，D 类放大器可无输出滤波器运行，但要求放大器与扬声器距离很近，且需评估 EMC 合规性。

7.5 增益选择

根据给定的峰值输入电压和负载，可通过表 4 选择合适的增益设置以获得最大输出功率。

7.6 输出偏移

与 AB 类放大器不同，D 类放大器的输出偏移电压在施加负载时不会显著增加静态电流消耗。

7.7 输入放大器

MAX9741 具有差分输入结构，可提高噪声免疫力，也可配置为单端输入放大器。

八、组件选择

8.1 输入滤波器

输入电容 CIN 与 MAX9741 的输入阻抗形成高通滤波器，应选择低电压系数的电容，如钽或铝电解电容。

8.2 电荷泵电容选择

应使用 ESR 小于 100mΩ 的电容，推荐选择具有 X7R 电介质的电容。

8.3 飞跨电容（C1）

C1 的值会影响电荷泵的负载调节和输出电阻，需根据实际情况选择合适的值。

8.4 保持电容（C2）

增加 C2 可减少输出纹波，降低 C2 的 ESR 可同时减少纹波和输出电阻。

九、热考虑

9.1 连续正弦波与音乐

实验室中使用连续正弦波评估 D 类放大器时，可能会导致热负载处于最坏情况。实际音频内容的 RMS 值相对较低，对放大器的热影响较小。

9.2 PC 板热考虑

暴露焊盘是 IC 散热的主要途径，应将其焊接到大型铜多边形上，并通过多个过孔连接到 PCB 另一侧的铜多边形。

9.3 热计算

可通过基本计算估算 D 类放大器的管芯温度。

9.4 负载阻抗

选择较高阻抗的扬声器可降低 MOSFET 的 I²R 损耗，提高效率。

十、总结

MAX9741 立体声 D 类放大器在性能、效率和 EMI 抑制等方面表现出色，适用于多种音频应用。在设计过程中，需要根据具体需求选择合适的工作模式、组件和负载阻抗，同时要考虑热管理等因素，以确保系统的稳定运行。你在使用 D 类放大器时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。