CXAR41338 10W立体声D类音频功放 | 带耳机放大器 | 90%效率 | 8-17V - 嘉泰姆电子

CXAR41338 10W立体声D类音频功放 | 带耳机放大器 | 90%效率 | 8-17V - 嘉泰姆电子

产品型号:CXAR41338
产品类型:电压基准源
产品系列:D 类音频放大器
产品状态:量产
浏览次数:4 次
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产品简介

CXAR41338 是一款10W/通道高效率立体声D类音频功率放大器,内置耳机放大器,支持8V-17V宽输入电压,效率高达90%,无需散热器,集成DC检测、OCP、OVP、UVP、OTP等全面保护,适用于LCD TV、显示器、家庭音频等。嘉泰姆电子提供完整方案。

技术参数

输入电压范围 (VIN)8 - 17V
输出电压 (VOUT)adj
输出电流 (IOUT)7.5W
工作频率1MHz
转换效率95%
封装类型WQFN4x5-28
Topology音频信号处理D 类音频放大器
Control methodClass-D
Quiescent current1uA
Noise95dB
FeaturesOCP;OVP;SCP;UVP
Application音频信号处理
Output Channels2
Pout @THD+N=10% (W)15W@10% THD(W)

产品详细介绍

CXAR41338 10W立体声D类音频功率放大器
带耳机放大器 | 90%效率 | 8-17V宽压 | 无滤波器 | WQFN-28L

产品版本:Rev 1.0 | 更新日期:2026年7月 | 型号:CXAR41338 | 封装:WQFN-28L 4x5

嘉泰姆电子(JTM-IC)推出的CXAR41338 是一款每通道10W高效率立体声D类音频功率放大器,专为桥接负载(BTL)扬声器驱动设计。该器件可驱动低至4Ω的立体声扬声器,高效率特性使其在播放音乐时无需额外散热器。放大器增益可通过增益选择引脚(GAIN)灵活控制,提供26dB和31dB两种增益选项。

CXAR41338 内置耳机放大器,通过插孔检测(JD)引脚自动在扬声器模式和耳机/线路驱动模式间切换。输出级具有完善的保护功能,包括对地短路、对PVCC短路和输出间短路保护,并支持自动恢复。器件采用WQFN-28L 4×5封装,适用于LCD电视、显示器、家庭音频、娱乐设备及电子乐器等应用。

核心优势: 10W/通道输出(8Ω) + 15W/通道(16V) + 90%高效率(无需散热器) + 内置耳机放大器 + 增益可调 + 功率限制(PLIMIT) + 全面保护(OCP/OVP/UVP/OTP/DC检测) + 无滤波器工作 + WQFN-28L小封装。助力工程师实现高音质、高可靠性、紧凑型的电视/音频系统设计。

1. 产品概述与市场定位

在LCD电视、显示器、家庭音频及娱乐设备中,音频功放需同时满足高功率输出、高效率和良好的音质表现。传统AB类功放效率低、发热量大,需要笨重的散热器。CXAR41338 采用D类拓扑,效率高达90%,在播放音乐时无需散热器,大幅减小了系统体积和成本。内置耳机放大器进一步扩展了应用场景,支持扬声器输出和耳机输出的自动切换。

该器件支持8V至17V宽输入电压范围,能够适应不同电源配置。可选的增益设置和功率限制(PLIMIT)功能为系统设计提供了灵活性。WQFN-28L 4×5封装搭配热焊盘,有效改善散热,适合空间受限的消费电子应用。

2. 主要特点与技术亮点

10W/通道输出
8Ω负载,13V供电@10% THD+N
15W/通道输出
8Ω负载,16V供电@10% THD+N
高效率
90%,无需散热器
内置耳机放大器
支持耳机/线路驱动模式
宽输入电压
8V至17V
增益可选
26dB / 31dB
功率限制
可编程输出功率限制
无滤波器工作
降低BOM成本
插孔检测
自动切换扬声器/耳机模式
全面保护
OCP/OVP/UVP/OTP/DC检测
  • 扩频调制: 有效降低EMI,节省外部电感成本。
  • 闭环调制器: 改善THD+N和PSRR,提升音质。
  • DC检测保护: 防止扬声器因直流电流损坏。
  • 自动恢复: 故障消除后自动恢复正常工作。
  • RoHS合规,无卤素。

3. 引脚封装与说明

CXAR41338 采用 WQFN-28L 4×5 封装(带散热焊盘),引脚功能包括:音频输入(INPL/INNL/INPR/INNR)、扬声器输出(VOUTPL/VOUTNL/VOUTPR/VOUTNR)、耳机输出(HPL/HPR)、电源(PVDDL/PVDDR/AVCC/HPVDD)、控制(EN/GAIN/PLIMIT/SR_CTRL/JD)等。详细引脚排列请参考数据手册。

图1. CXAR41338 引脚封装图(顶视图)

[ 封装外形示意图预留位置:WQFN-28L 4x5 ]

详细引脚间距及尺寸请联系嘉泰姆电子获取。

4. 典型应用电路与内部方框图

图2. 典型应用电路(立体声扬声器+耳机)

电路组成:音频源 → CXAR41338 → 左右声道扬声器/耳机。外围电路包括电源去耦、自举电容、输出滤波器(可选)、JD检测分压网络等。

典型应用电路
图2. 典型应用电路

图3. CXAR41338 内部功能方框图

内部集成:立体声D类放大器、耳机放大器、增益控制、功率限制、BD调制、扩频调制、闭环调制、保护电路(OCP/OVP/UVP/OTP/DC检测)、插孔检测等。

5. 极限参数与电气特性(设计参考)

极限参数表(Absolute Maximum Ratings)
符号 参数 最小值 最大值 单位
PVDDL, PVDDR, AVCC 电源电压 -0.3 21 V
HPVDD 耳机电源电压 -0.3 5.5 V
EN, GAIN 输入电压 -0.3 PVDDx+0.3 V
OUTPL, OUTPR, OUTNL, OUTNR 输出引脚电压 -0.3 PVDDx+0.3 V
BSTPL, BSTPR, BSTNL, BSTNR 自举电压 -0.3 PVDDx+6 V
PD(WQFN-28) 功耗 @ TA=25°C - 3.64 W
TJ 结温 - 150
TSTG 存储温度 -65 150
ESD (HBM) 人体模型 - 2 kV
推荐工作条件(Recommended Operating Conditions)
参数 条件 最小值 典型值 最大值 单位
HPVDD 电源电压 耳机电源 4.5 5 5.5 V
PVDDL, PVDDR, AVCC 功率/模拟电源 8 - 17 V
耳机负载(最小) RHP 16 - - Ω
线路驱动负载(最小) RLD 1 - -
扬声器负载(BTL,最小) Rspk (BTL) 4 - - Ω
结温范围 TJ -40 - 125
环境温度 TA -40 - 85
关键电气特性(典型值,PVDDx=12V,RL=8Ω,TA=25℃)
参数 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位
耳机电源电压 HPVDD 4.5 - 5.5 V
栅极驱动电源 VGVDD(IGVDD=2mA) - 5 5.5 V
EN/GAIN 高电平输入电压 VIH 3 - - V
EN/GAIN 低电平输入电压 VIL - - 0.8 V
JD 高电平输入电压(耳机模式) VIH_JD 4 - - V
JD 低电平输入电压(扬声器模式) VIL_JD - - 0.8 V
EN/GAIN/JD 输入电流(高电平) IH(VI=5V) - - 50 μA
EN/GAIN/JD 输入电流(低电平) IL(VI=0.8V) - - 10 μA
输出功率(8Ω,13V) PO @ 10% THD+N - 10 - W
输出功率(8Ω,16V) PO @ 10% THD+N - 15 - W
效率 η - 90 - %
欠压保护(UVP)阈值 PVDD下降 - 7 - V
过压保护(OVP)阈值 PVDD上升 - 15 - V
过温保护(OTP)阈值 结温 - 170 -

6. 工作原理与设计指导

6.1 增益设置

CXAR41338 的增益通过 GAIN 引脚设置,提供两种增益选项:26dB(GAIN=0)和31dB(GAIN=1)。实际增益通过内部输入电阻和反馈电阻的比值实现,增益变化在批次间很小。输入阻抗随增益设置变化,典型值分别为20kΩ(26dB)和11kΩ(31dB)。

6.2 功率限制(PLIMIT)

PLIMIT 引脚可通过外部电阻接地来设置输出功率限制,保护扬声器免受过功率损坏。推荐电阻值:25kΩ(限制功率约5.75W)、150kΩ(限制功率约11.5W)、大于500kΩ(无限制,全功率输出)。建议在 PLIMIT 引脚对地并联 1μF 电容以稳定电压。

6.3 耳机模式与插孔检测

JD 引脚用于检测耳机插孔是否插入。未插入时,JD 电压为低电平,器件工作在扬声器模式;插入耳机时,JD 电压为高电平(>4V),器件切换至耳机/线路驱动模式。建议使用外部分压电阻网络设置 JD 引脚电压。

6.4 保护功能

  • 过流保护(OCP): 检测输出级电流,短路时输出进入高阻态,触发锁存,故障消除后自动恢复。
  • 欠压保护(UVP): PVDD 低于 7V(典型)时关断输出,自动恢复。
  • 过压保护(OVP): PVDD 高于 15V(典型)时关断输出,自动恢复。
  • 过温保护(OTP): 结温超过 170°C 时关断,降温 15°C 后自动恢复。
  • DC检测保护: 当输出差分占空比超过 18%(如 +59%/-41%)且持续 290ms 以上时触发,保护扬声器免受直流或 4Hz 以下交流电流损坏。清除 DC 故障需循环 PVDD 电源。

6.5 上电/关断时序

推荐上电顺序:PVDD 和 HPVDD 先上电,然后 EN 拉高。关断时,先将 EN 拉低再移除 PVDD 和 HPVDD,以获得最佳的关断爆音抑制效果。

7. 应用信息与设计指南

7.1 GVDD 供电

GVDD 用于为输出全桥晶体管的栅极驱动器供电,典型输出电压为 5V。建议在 GVDD 引脚对地连接 1μF 电容进行旁路。

7.2 无滤波器工作

CXAR41338 采用三电平调制(BD模式)和扩频调制,在驱动感性负载时无需外部 LC 重构滤波器,可仅使用铁氧体磁珠即可满足 EMI 要求,显著降低 BOM 成本和 PCB 面积。

7.3 布局指南

  • 去耦电容尽量靠近 AVCC、PVDDL、PVDDR 和 GND 引脚放置。建议在 PVDD 引脚并联一个小容量高性能低 ESR 陶瓷电容(220pF~1000pF)和一个中频电容(0.1μF~1μF)。
  • 差分输入走线(INPL/INNL、INPR/INNR)和差分输出走线(OUTPL/OUTNL、OUTPR/OUTNR)应分别等宽等长。
  • 散热焊盘(Exposed Pad)必须焊接至 PCB,并连接至大面积铜皮,建议通过多个过孔连接至内部或底层地平面,以实现最佳散热和可靠性。

8. PCB布局建议

  • 电源去耦: PVDD 引脚旁放置 220pF~1000pF 和 0.1μF~1μF 并联电容,AVCC 和 HPVDD 也需去耦。
  • 散热焊盘: 芯片底部散热焊盘必须焊接至大面积铜皮,并连接至 PVSS,以增强散热。
  • 自举电容: BSTPL/BSTNL/BSTPR/BSTNR 引脚的自举电容(推荐 0.22μF)应靠近 IC 放置。
  • 输入走线: 差分音频输入走线应短且远离噪声源,建议使用地线包围。
  • 输出走线: 扬声器输出走线应宽而短,差分对等长等宽,必要时可加共面地填充以屏蔽噪声。
  • 热管理: WQFN-28L 热阻 θJA=27.4°C/W(四层板),最大功耗 3.64W@25°C,注意降额。

9. 订购信息与技术支持

CXAR41338 采用 WQFN-28L 4×5 封装,无铅、RoHS合规且无卤素。嘉泰姆电子提供工程样品、量产芯片及全面的技术支持,包括评估板、参考设计、应用笔记和FAE现场支持。

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