ADI音頻放大器組的SSM2211揚聲器放大器是一款可操作的功率放大器，設(shè)計用于通過+ 5V單電源供電時，可為4Ω揚聲器提供高達1.5 W的功率。與早期的集成揚聲器放大器相比，它的電流驅(qū)動，音質(zhì)和散熱性能得到了顯著提升。其SO-8封裝采用獲得專利的Thermal Coastline技術(shù)，可顯著改善小空間內(nèi)的散熱。這使得器件可以在較高的環(huán)境溫度下提供電源。

推挽輸出SSM2211由一個輸入放大器（圖1）組成，可配置為增益，如標準運算放大器和單位 - 增益反相放大器 - 具有適當(dāng)?shù)钠?- 在浮動“橋接”負載（BTL）上產(chǎn)生差分輸出電壓，最大擺幅接近電源電壓的兩倍（因此，單端功率輸出為電阻負載的四倍） 。兩個放大器都具有高電流輸出級（全功率時軌道的400 mV以內(nèi)）。參考電壓可用于偏置兩個放大器以供單電源使用，器件可以進入低電流關(guān)斷模式，通常小于10 nA;這使得它非常適合電池供電的應(yīng)用，例如便攜式PC音頻和移動無線電。

在最大輸出功率下，總諧波失真（THD）僅為0.1％，顯著目前市場上對IC揚聲器放大器的改進。

設(shè)計目標

設(shè)計一個小功率放大器有兩個主要挑戰(zhàn) - 大綱（SOIC）包。一種是從單電源電壓有效地提供最大功率。另一種方法是耗散設(shè)備在高輸出功率水平下產(chǎn)生的熱量而不會產(chǎn)生過高的溫升。

為了驅(qū)動從放大器的單端輸出連接到地的負載，可用的最大正弦波功率只是 V P 2 / （2R ），其中 V P 是峰值電壓。在理想情況下（軌到軌）， V P 將是電源電壓的一半，最大輸出將 V s 2 /（8R）。由于放大器在單電源應(yīng)用中偏向一半，必須使用一個電容將揚聲器耦合到單端輸出，以阻止來自揚聲器的直流電流。由于揚聲器的典型電阻可以是8Ω或更小，因此電容必須至少為幾百微法，以最大限度地減少低頻衰減。電容器增加了系統(tǒng)設(shè)計成本，占用了寶貴的電路板空間。這種配置的效率很低。

通過在推挽式或橋接式負載（BTL）配置中將揚聲器連接到兩個輸出，消除了對耦合電容的需求，因為兩個輸出端子都是偏置到相同的直流電壓。 BTL配置還使輸出端的電壓擺幅加倍。由于輸出功率與電壓的平方成正比，因此可以將四倍的功率輸送到揚聲器，響度增加12 dB。此外，效率可以更高。

SSM2211的最大功耗是電源電壓和驅(qū)動揚聲器電阻的函數(shù)。可以通過以下公式找到：

其中V DD 是電源電壓，RL是揚聲器電阻。

采用+ 5 V電源和8Ω揚聲器，器件的最大功耗為633 mW。這可能導(dǎo)致標準SO-8封裝的顯著熱量增加。為了改善封裝的散熱性能，SSM2211采用改進的封裝，降低了熱阻。這個由ADI公司開發(fā)的專有封裝使用一種名為Thermal Coastline ?的內(nèi)部修改，將SOIC封裝中的熱阻提高30％以上。

修改，在包內(nèi)完成，對用戶是不可見的。在標準封裝中，芯片位于矩形焊盤上，焊盤從芯片出來。在具有熱海岸線的包裝中，槳的面積增加;焊盤延伸并圍繞焊盤彎曲，如圖2所示。這提供了一條熱導(dǎo)率增加的路徑，以使熱量從芯片流入封裝外殼，從而降低芯片到周圍環(huán)境的熱阻。 / p>

對于標準SOIC封裝，典型的結(jié)至環(huán)境溫度熱阻（θ JA ）為158°C / W.在熱海岸線SOIC封裝中，θ JA 為98°C / W.因此，熱海岸線封裝中的裸片不會像具有相同功耗的標準封裝中的裸片一樣熱。

由于這種封裝，SSM2211可以將8 W輸入8- Ωload，溫度高達+ 85°C。這是傳統(tǒng)小外形封裝中IC功率放大器的重大改進，它只能在低于+ 44°C的溫度下提供這種幅度的輸出功率。

Analog Devices Termal Coastline技術(shù)不僅限于小型封裝;它幾乎適用于任何包裝類型。除了高功率音頻外，這些新型熱效率封裝還在電源管理和溫度傳感器件中具有實用性。隨著ADI公司新產(chǎn)品數(shù)量的增加，您可以看到更多這類小型封裝，功率輸出更大。