CS83702 單節鋰電3.7V內置升壓18W/2歐單聲道音頻功放IC解決方案

音響整機或者音頻功放IC在有限的應用條件下把功率做大是產品提升性能以及競爭力的重要途徑。從功率計算公式P＝U²/R可知，音頻功放提升功率兩大途徑：提高供電電壓或降低喇叭阻抗。內置升壓的單節鋰電池3.7V供電音頻功放在拉杆音箱以及可攜式藍牙小音箱上應用已非常廣泛，採用2歐姆低阻抗喇叭在拉杆音箱上也很常見。當前電荷泵升壓至6.3V上下/功率3～5W/4歐以及電感Boost升壓至7V左右/功率6～8W/3歐較為常見。3.7V單節鋰電內置升壓音頻功放如果升壓值再往上提，尤其輸出又支持2歐低阻抗喇叭時，面臨很多挑戰。升壓值越高壓差越大必然效率越低，喇叭阻抗越低音頻驅動模塊效率也越低，對內部驅動管要求也越高，再加上升壓模塊，音頻模塊都集成在一個晶片上，對晶片封裝散熱相應要求就更高。此時，整個晶片工作效率就格外重要。直接關乎到音頻功放隨溫升性能指標下降或者晶片過溫保護無法正常工作。另外，效率低等於對電池要求高，電池低電時愈明顯，關係到電池保護板放電電流大小、電池容量、續航時間等。目前，應用於單喇叭音箱的3.7V單節鋰電池保護板大多都是單MOS管/雙MOS管或者放電電流3A～6A。因為電池是佔整機成本很大比重，所以直接影響此類產品的音頻功放選型以及普及度。

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深圳市永阜康科技有限公司順應拉杆音箱以及藍牙小音箱市場音質功率升級的需求，推廣一款單節鋰電3.7V供電內置升壓單聲道音頻功放IC-CS83702。CS83702單節鋰電供電內置升壓至8.7V,驅動2歐姆負載時，能連續輸出18W功率,整體效率實測80%以上,輸入電流小於6A，其電流限制功能可調節BOOST電感的峰值電流大小，從而適配不同的鋰電池規格以及其他外圍配置。該晶片高音清脆、低音有力、人聲清晰、能明顯提升3.7V單節鋰電供電音箱產品的音質體驗。        

CS83702實測效率曲線如下圖所示：

CS83702採用目前最先進的流片工藝；以及自身成熟穩定的Boost升壓，ClassD音頻功放電路設計；設置8.7V升壓黃金電壓點；再加上獨創的基於銅管技術+石墨烯散熱材料的EQA封裝。使得CS83702驅動4歐姆負載時效率高達90%/Po=10W/RL=4Ω/VBAT=3.7V；驅動低阻抗2歐姆負載時效率高達80%/Po=18W/RL=4Ω/VBAT=3.7V；持續輸出18W功率，十分強悍。   

以下表格是跟普遍內置升壓功放對比數據，一般ClassD音頻功放8.7V供電驅動2Ω負載效率約75%，DC-DC升壓從3.7V升壓到8.7V效率約80%，整體效率是60%。而CS83702效率是81%，效率比普通內置升壓功放高20%。從電池端電流看，同樣的輸出功率CS83702可以省電35%以上，驅動2Ω負載普通雙MOS管電池即可滿足要求；同樣的6A輸入電流，普通升壓功放輸出功率13.3W時，CS83702可以輸出18W。同樣的18W輸出功率，普通升壓功放需要輸入電流8.1A，而CS83702隻需6A輸入電流。舉例子：驅動4Ω負載時，同樣的輸出功率，原來用1800mAh電池換用1300mAh電池可以達到同樣的播放時間。

CS83702正因為效率高才保證輸出足功率，3.7V供電時，功率輸出如下表：

CS83702效率高，功率大的同時，為了保證音質，在中小音量失真度THD也表現出色：THD+N≤0.026(f=1kHz/Po=1W/RL=4Ω/VBAT=3.7V)。

CS83702工作電壓範圍是2.7V～5.5V，採用EAQ16封裝，尺寸大小與ESOP-8一致；針對不同的應用場合，不同的喇叭腔體需求，CS83702內置三種防破音模式可選、靈活方便；另外，擴頻工作模式在整機EMI認證測試時變得很輕鬆；CS83702除了性能指標優秀、音質表現突出、應用簡單靈活之外，還有著完善的保護機制，包括過流保護、過熱保護、輸出短路保護等，實測輸出正負兩端短路、輸出對地短路、輸出對電源短路保護功能準確無誤。

CS83702應用特性

1. CS83702腳位圖以及管腳說明

2. CS83702 應用原理圖

3. CS83702DEMO板PCB頂層設計圖

4. CS83702 DEMO板PCB底層設計圖

5.CS83702 DEMO貼片圖

6. CS83702 DEMO板物料清單

7. CS83702 DEMO板實物圖