为简化系统设计,TPA3255 电子元器件除典型的 51V 功率级电源外,仅需一个 12V 电源。内部电压调节器可为数字电路和低压模拟电路(AVDD 和 DVDD)提供合适的电压电平。此外,所有需要浮动电源的电路——即高侧栅极驱动——均由内置自举电路支持,每个半桥仅需一个外部电容。
音频信号路径(包括栅极驱动和输出级)被设计为两个相同且独立的半桥结构。因此,每个半桥拥有独立的自举引脚(BST_X)。功率级电源引脚(PVDD_X)与栅极驱动电源引脚(GVDD_X)在每座全桥上相互分离。尽管两者可从同一 12V 电源供电,但建议通过印刷电路板(PCB)上的 RC 滤波器分别连接至 GVDD_AB、GVDD_CD、VD 和 VDD。这些 RC 滤波器可提供推荐的高频隔离。应特别注意将去耦电容器尽可能靠近其对应引脚放置。通常,从电源引脚经过去耦电容到器件引脚的物理回路必须尽可能短,并尽量减少面积,以最小化电感。
为确保自举电路正常工作,必须在每个自举引脚(BST_X)与功率级输出引脚(OUT_X)之间连接一个小陶瓷电容。当功率级输出为低电平时,自举电容通过内部二极管由栅极驱动电源引脚(GVDD_X)充电;当功率级输出为高电平时,自举电容电位被抬升至高于输出电位,从而为高侧栅极驱动器提供合适的电压。建议使用 33nF 陶瓷电容(尺寸 0603 或 0805)作为自举电容。即使在最小 PWM 占空比下,这些 33nF 电容也能储存足够能量,确保高侧功率场效应管(LDMOS)在 PWM 周期剩余时间内保持完全导通。
需特别关注功率级电源部分:包括元器件选型、PCB 布局与布线。如前所述,每座全桥均配备独立的功率级电源引脚(PVDD_X)。为实现最佳电气性能、电磁兼容性(EMI)合规性及系统可靠性,强烈建议每个 PVDD_X 节点就近并联一个 1μF 陶瓷去耦电容。推荐遵循 PCB 布局中的 TPA3255 参考设计方案。
12V 电源应来自低噪声、低输出阻抗的稳压器。同样,51V 功率级电源也应具备低输出阻抗和低噪声特性。虽然电源上电顺序并非关键(因内部具有掉电复位电路),但仍建议在电源稳定后释放 RESET 信号,以避免可听见的伪影。此外,TPA3255 对因寄生栅极电荷导致的错误功率级开启已进行全面保护。因此,在规定范围内,电压斜坡速率(dv/dt)并不关键。