CSMSC HWD2161 Service Manual

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1.1W 关断模式音频功率放大器

一、概述:

HWD2161 是一种桥式连接音频功率放大器，使用 5V 电压源，能给一个 8Ω的负载传输

1.1W 的平均连续功率，THD+N 为 1%。

HWD2161 音频功率放大器是为提供高质量的输出功率而设计的，它采用表面封装技术，

外部组件最少。HWD2161 不需要输出耦合电容、自举电容和缓冲器网络，它最适合低功率

便携式系统。

HWD2161 采用外部控制的低功耗关断模式，以及内部热敏关断保护机制。

整体增益稳定的 HWD2161 可以通过外部增益配置电阻设置一直到 10 的差动增益，而不

必使用外部补偿成分。更高的增益则可通过适当的补偿获得。

二、重要规格

1．1kHz，1W 连续平均输出功率，8Ω负载。THD+N 为 :1.0%(最大)

2．1kHz，10%的 THD+N。 输出功率为 :1.5(典型)

3．关断电流 : 0.6μA (典型)

三、特征

1. 不需要输出耦合电容、自举电容或缓冲电路

2. 外形小

3. 和 PC 电源兼容

4. 整体增益稳定

5. 具有外部增益配置能力

四、应用

1. 个人计算机

2. 便携式消费产品

3. 自动扬声器

4. 玩具、游戏

五、绝对最大额定值

电源电压 6.0V

存储温度 - 65゜C ～ + 150゜C

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1.1W 关断模式音频功率放大器

输入电压 - 0.3v ～ + 0.3v

功耗(注释 3) 内部限制

ESD 磁化系数(注释 4) 3000v

ESD 磁化系数(注释 5) 250v

结温 150゜C

焊接信息

小型包装

气化态(60 秒) 215゜C

红外线(15 秒) 220゜C

六、工作额定值

温度范围 T

电源电压 2.0V≤V

热阻 θ

七、典型应用

MIN≤TA≤TMAX

(典型) -M80A 35゜C /W

JC

(典型) -M80A 140゜C/W

θ

JA

(典型) -M80E 37゜C/W

θ

JC

(典型) -M80E 107゜C/W

θ

JA

- 40゜C≤TA≤+ 85゜C

≤5.5V

DD

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图（1）HWD2161 典型应用电路

外部组件描述

组件 功能描述

1. Ri 反相输入电阻，连接 Rf建立死循环增益，与 Ci󴖰形成高通滤波器

2. Ci 输入耦合电容，阻止输入端直流电压，和 Ri形成高通滤波器

3. Rf 反馈电阻，连接 Ri建立死循环增益

4. Cs 电源旁路电容，提供电源滤波

5. CB 旁路电极电容，提供电源滤波

6. Cf 连接R

封装形式

产生低通滤波器，其带宽约束放大器，防止可能产生的高平振荡

f

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八、电学特性(除非另外指明，以下都是 VDD=5V，限制应用在 Ta=25゜C)

HWD2161

符号 参 数 条 件

2.0

VDD 电源电压

静态功耗

IDD

电源电流

ISD 关断电流 V

VOS 输出偏置电压 VIN=0V 5.0 50.0 mV(max)

P0 输出功率

THD+N 总谐波失真+噪声

PSRR 电源抑制比 VDD=4.9V～5.1V 65 dB

V

=0V

IN

=0A(note8)

I

O

0.6 10.0 uA(max)

pin1=VDD

THD=1%(max)f=1k

Hz

P

=1Wrms

0

20Hz≤f≤20kHz

标 准

(note6)

6.5 10.0 mA(max)

1.1 1.0 W(min)

0.72 %

限 制

(note7)

5.5

单 位

V(min)

V(max)

注释 1:如果没有额外的说明，所有电压都以地面引脚为标准。

注释 2:绝对最大额度值是指器件可能发生损害的界限，操作额度是指设备工作条件，但

不能保证特殊的性能界限。在保证特定的工作范围的精确测试条件下，电学特性

规定了直流和交流的电学规格，这时认为设备就是在工作额度内。说明书没有参

数的范围，然而，这些参数值却是设备性能的一个很好的体现。

注释 3:当升高温度时必须降低最大功耗，最大功耗可用 T

最大允许功耗为: P

何一个都会更低。对 HWD2161 来说， T

境热电阻是 140゜C/W。

注释 4:对于人体模型，100pF 电容通过 1.5Ω电阻放电。

注释 5:器件模型，220PF～240PF 电容通过全部引脚放电。

注释 6:标准被定在 25゜C，以代表参数规格。

DMAX

=(T

jmax-TA

)/ θ

或者是绝对最大额度值中给出的数值，任

JA，

=150゜C，当版面固定时，标准结点的环

jmax

jmax，θJA

和环境温度 TA来确定

，

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注释 7:限制确保在国际平均输出质量标准内。

注释 8:当实际的负载被连接到放大器时，这个静态电源电流依赖于偏置电压。

九、典型性能特征曲线

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十、应用信息

1．桥式功能

如图(1)所示，HWD2161 内部有两个运算放大器，允许少数不同的放大器配置，第一个

放大器的增益是外部结构，而第二个放大器在整体增益中被内部固定，是倒相装置。

第一个放大器的死循环增益通过选择 R

通过两个 40kΩ的内部电阻固定。图(1)表明放大器 1 的输出作为放大器 2 的输入，这样导

致两个放大器产生大量相同信号，但相位相差 180°。因此，该 IC 的差动增益为:

=2(Rf/Ri)。通过输出端 VO1和VO2驱动不同的负载，一个通常被称作“桥式模型”的放大器

A

VD

就确定了。桥式模型的运行不同于传统的单终端放大器结构，在单终端结构中负载的一端接

地。桥式放大器设计比单终端结构有一些明显的优点。当它给负载提供差动驱动时，双输出

差动作为一确定的电源电压。因此，在相同条件下，输出功率可能是单终端放大器的 4 倍。

和 Ri的比值来决定，而第二个放大器的增益则

f

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1.1W 关断模式音频功率放大器

在可获得的输出功率中，这种增加假定放大器没有电流限制或断路。过分失真将会损坏扬声

器系统中的高频率传感器，为了选择一个不引起过分失真的放大器死循环增益，请参考

《HWD2161 技术说明》中“音频功率放大器设计”部分。

桥式结构，正如用在音频放大器中的一样，也产生了优于单终端放大器的第二个优点。

由于差动输出 V

电容。但在单电源 、单终端放大器中则需要输出耦合电容，否则，通过负载的半供给偏置

就会导致内部 IC 功耗的增加，以及扩音器永久性损坏。输出耦合电容和负载形成一个高通

滤波器，要求 470μF 的电容和 8Ω负载，以保持低频响应。这种组合不会产生降至 20Hz 的

平带回应，但相对于低频响应，它能在印制的电路板尺寸和系统成本之间提供一种折衷。

2．电源旁路

对于任何功率放大器，适当的电源旁路对于低噪音运行和高电源截止是很关键的。在旁

路和电源插头上的电容器应尽可能靠近旁路。就如在典型工作特性一节所阐述的，由于增加

了半供给的稳定性，一个更大的旁路电容的影响，改善了低频 THD+N。典型运用中，使用一

个 5V 的调节器，这个调节器具有一个 10μF 和一个 0.1μF 的旁路电容，有助于电源稳定，

但不能消除 HWD2161 的旁路电源的节点。旁路电容的选择，特别是 C

系统成本和尺寸约束。

3．关断功能

和V02在半供给中偏置，通过负载不存在净直流电压，这就消除了输出耦合

01

，依赖于低频 THD+N、

B

为了减少不使用时的功耗，HWD2161 用一个关断引线从外部断开放大器的偏置电路。

当一个逻辑高电平加在关断引线上时，关断部件就会断开放大器。一旦进入断开状态，输出

立刻和扬声器分开。当电源电压加在关断引线上时，就产生一个 0.6μA 的标准静态电流。

在许多应用中，一个微控制器或微处理器输出用来控制关断电路，它使电路迅速、平稳的转

向关断状态。另一个方法是关断时使用一个单极、单掷开关进行切换，它接地使放大器启动。

如果开关打开，一个 47KΩ的软上拉电阻使 HWD2161 至截止。在 HWD2161 中没有软上拉

电阻。因此，一个确定的关断引线电压必须由外部供给或者内部逻辑门悬空，它能意外地停

止放大器运行。

4．高增益音频放大器

HWD2161 整体增益稳定，在典型应用中，除了增益设置电阻、一个输入耦合电容和一

个适当的旁路电源外，不需要其它的外部组件。但是如果要求大于 10 的闭环差动增益，则

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