CXAR41348B 7W升压D类音频功放芯片
I²S/TDM 数字输入 | 内置 IV 感测 | 10μV 超低噪声 | 自适应升压

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年7月 | 型号：CXAR41348B | 封装：WL-CSP-36B（2.57×2.57mm）

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXAR41348B 是一款集成高效升压转换器的 D 类音频功率放大器，专为便携式消费电子设备（如智能手机、平板电脑）设计。芯片支持 I²S 和 TDM 数字音频输入，内置 电压/电流感测（IV Sense） 功能，可实时监测扬声器负载状态，为扬声器保护算法提供精准数据。CXAR41348B 采用自适应升压技术，可从 3.8V 电池供电输出高达 7W（8Ω 负载，THD+N < 1%） 的功率，效率超过 86%。芯片集成 动态范围增强（DRE） 技术，有效降低小信号时的输出噪声，本底噪声低至 10μV，信噪比高达 117dB，提供卓越的音频体验。内置完善的保护机制（过温、过流、过压、欠压），采用微型 WL-CSP-36B 封装（2.57×2.57mm），是高端便携音频设备的理想选择。

1. 产品概述与市场定位

在智能手机、平板电脑等便携设备中，对 高音质、高效率、小尺寸 的音频功放需求日益迫切。传统音频功放往往需要外部升压电路或较大的 PCB 面积，难以满足紧凑型设计。CXAR41348B 集成 2MHz 升压转换器，可从电池电压（3.0V–5.5V）产生高达 12.5V 的升压输出，为 D 类功放提供充足电压，确保在扬声器上获得更大的输出功率。芯片采用 自适应升压算法（Class-H / Class-G），根据音频信号动态调整升压输出电压，在保证音质的同时最大化效率。内置 IV 感测（电压/电流检测） 功能，可实时获取扬声器两端的电压和流经的电流，通过 DATAO 引脚输出数字数据，供外部 DSP 或算法进行扬声器保护（如温度、振幅监测）。CXAR41348B 支持 I²S、左对齐、右对齐和 TDM 多种音频格式，采样率覆盖 8kHz–96kHz，适用于各类便携音频设备，帮助厂商快速推出高音质、长续航、小体积的音频产品。

2. 主要特点与技术亮点

• 集成高效升压转换器：内置 2MHz 同步升压转换器，支持 4A–7A 可编程输入电流限制，输出电压最高 12.5V，为 D 类功放提供充足电源，无需外部升压 IC。
• 自适应升压算法：支持 Class-H 和 Class-G 两种模式。Class-H 模式根据音频信号实时调整升压输出，保持恒定裕量；Class-G 模式采用多级电压阈值，根据信号幅度切换升压档位，优化效率。
• IV 感测（电流/电压感测）：内置高精度 ADC，可实时检测扬声器输出电压和电流，通过 DATAO 引脚输出数字数据（I-Sense、V-Sense），支持外部 DSP 进行扬声器保护（如温度、位移监测）。
• 超低噪声与高保真音质：输出噪声低至 10μV（A 加权），信噪比 117dB，总谐波失真 0.03%，提供纯净、细腻的音频还原。
• 动态范围增强（DRE）：在小信号时自动调整数字增益和模拟增益，有效降低模拟电路的底噪，拓展动态范围，提升弱音细节。
• 灵活的音频接口：支持 I²S、左对齐、右对齐和 TDM 格式，最高 32 位数据，采样率 8kHz–96kHz，支持 32 时隙 TDM。
• 全面的保护机制：过流保护（OCP，3A）、过压保护（OVP，15.3V–16.1V）、欠压保护（UVP，2.3V）、过温保护（OTP，160°C），所有保护均支持自动恢复。
• 超小封装：WL-CSP-36B（2.57×2.57mm），适合空间受限的便携设备，简化 PCB 布局。

3. 引脚封装与说明（占位图）

CXAR41348B 采用 WL-CSP-36B（2.57×2.57mm）封装，引脚功能包括：I²S 音频接口（BCK、FS、DATAI、DATAO）、I²C 控制接口（SCL、SDA）、电源（VBAT、VDDD、VBST）、功率输出（OUTP、OUTN）、电压感测（VSNSN、VSNSP）、地址选择（ADS1、ADS2）、复位（RST）、中断（INT）等。详细引脚定义请参考数据手册。

4. 典型应用电路

CXAR41348B 的典型应用电路极为简洁：I²S 音频信号（BCK、FS、DATAI）连接至主控 SoC；I²C 总线（SCL、SDA）用于配置芯片参数和读取状态；VBAT 连接电池（3.0V–5.5V）；升压输出 VBST 经外部电感（1μH）和电容（30μF）后为 D 类功放供电；功率输出（OUTP、OUTN）直接连接扬声器（最小 3.2Ω）。外围仅需少量电感、电容和电阻，无需外部升压 IC。

图2. 典型应用电路（单声道）

5. 极限参数与电气特性（设计参考）

6. 工作原理与设计指导

6.1 数字音频接口与 DSP 处理

CXAR41348B 通过 I²S 或 TDM 接口接收数字音频数据（BCK、FS、DATAI），支持 I²S、左对齐、右对齐和 TDM 格式。FS 为帧时钟（采样率，8kHz–96kHz），BCK 为位时钟，支持 32fs–256fs 等多种比率。音频数据进入芯片后，经过音量控制、DRE 动态范围增强、硬削波等处理模块，然后送入 PWM 调制器和 D 类功率级驱动扬声器。芯片内置 PLL，以 BCK 为参考产生 24.576MHz 内部时钟，支持多种采样率。

6.2 自适应升压（Class-H / Class-G）

CXAR41348B 内置高效升压转换器，可根据音频信号自动调节输出电压，在保证音质的同时最大化效率：

• Class-H 模式：升压输出电压持续跟踪音频信号幅度，保持固定的电压裕量（可编程），信号增大时升压迅速上升，信号减小时以可编程斜率下降，有效降低功耗。
• Class-G 模式：升压输出分为多个固定电压档位（目标 1–4），根据音频信号幅度切换档位，实现多级供电，兼顾效率与输出能力。
• 自适应算法：基于 I²S 输入信号预测扬声器输出电压，提前调整升压输出，确保功放始终获得充足电压，避免削波。

6.3 IV 感测（电流/电压感测）

芯片内置高精度 ADC，可实时监测扬声器负载的电压和电流：

• 电压感测（V-Sense）：通过 VSNSN 和 VSNSP 引脚差分检测扬声器两端电压，消除 PCB 走线和滤波器电阻的压降影响。
• 电流感测（I-Sense）：通过内部检流电阻检测流经扬声器的电流。
• 数据输出：感测数据可通过 DATAO 引脚以 I²S 或 TDM 格式输出，供外部 DSP 进行扬声器保护（温度、位移监测）或音效处理。

6.4 动态范围增强（DRE）

DRE 技术在小信号时自动降低模拟增益并提高数字增益，保持整体增益不变，从而降低模拟电路的底噪，提升小信号的信噪比，拓展动态范围。当输入信号低于阈值时，DRE 逐渐调整增益，避免突变噪声。

6.5 保护机制

• 过温保护（OTP）：结温超过 160°C 时关断输出，温度降至 130°C 后自动恢复。
• 过流保护（OCP）：输出电流超过 3A 时关断输出，200ms 后自动检测恢复。
• 过压保护（OVP）：VDDP 超过 15.3V–16.1V 时关断输出，200ms 后自动恢复。
• 欠压保护（UVP）：VBAT 低于 2.3V 时关断输出，电压恢复后自动恢复。
• 直流保护（DCP）：检测输出直流偏移，超过阈值（可编程）时关断输出，保护扬声器。

7. 基于 CXAR41348B 的智能手机音频功放设计实例

设计目标：一款智能手机音频功放模块，输入为 I²S 数字音频（来自应用处理器），输出驱动 8Ω 扬声器（功率 5W–7W），要求电池供电（3.8V），高效率，小尺寸，支持扬声器保护算法。

• 系统配置：CXAR41348B 作为功放芯片，I²S 接口连接 AP（FS = 48kHz，BCK = 64fs），I²C 总线用于配置和诊断。VBAT 直接连接电池（3.8V），VDDD 采用 1.8V LDO 供电。
• 升压配置：设置升压模式为 Class-H（寄存器 0x40[8]=1），头部裕量设为 1.7V（BST_THT1 = 000100），最大升压限制 12.5V。电感选用 1μH，饱和电流 ≥ 5.5A。
• IV 感测配置：使能电流和电压感测（0xB6 bit13=1, bit11=1），设置 DATAO 输出格式为 I²S（左通道输出 ISENSE+VSENSE，右通道输出 DSENSE+BSENSE）。
• DRE 配置：使能 DRE（0x08 bit5=1），设置阈值（0x69）和延迟参数，优化小信号噪声。
• 保护配置：启用所有保护功能，OCP/OVP/UVP/OTP 故障行为设为自动恢复。
• PCB 设计：WL-CSP-36B 封装底部无散热焊盘，需通过 PCB 铜箔散热。VBAT 和 VBST 电容紧贴芯片，电感靠近 VBAT 引脚。OUTP/OUTN 走线等宽等长，VSNSN/VSNSP 从扬声器端单独走线，确保感测精度。

8. PCB 布局建议（便携音频功放）

• 电源去耦：VBAT 引脚需就近放置 10μF 陶瓷电容，VBST 输出需放置 30μF（三颗 10μF）电容，VDDD 和 VREF 各放置 1μF 电容，所有电容尽量靠近芯片引脚。
• 升压电感：电感靠近 VBAT 引脚，走线宽 ≥ 80mil，缩短路径以降低寄生电阻和电感。
• 功率输出走线：OUTP 和 OUTN 走线等宽等长，尽量采用差分对，两侧用地线包围，输出滤波器（铁氧体磁珠 + 电容）紧贴芯片。
• IV 感测走线：VSNSN 和 VSNSP 从扬声器端单独引出，避免经过大电流路径，确保感测精度。
• 接地分割：将 GNDP（功率地）、GNDB（升压地）和 GNDD（数字地）分开，单点连接主地，避免噪声串扰。
• 散热设计：芯片底部通过多个过孔连接至内层铜箔，增加散热面积，确保高功率输出时的热可靠性。

9. 订购信息与技术支持

CXAR41348B 采用 WL-CSP-36B（2.57×2.57mm）封装，无铅、RoHS 合规。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。