2.7w 恒定输出功率 d 类音频放大器介绍

2.7w 恒定输出功率 d 类功放，典型代表tpa2013d1，内置 boost 升压，无论电池电压跌落，向扬声器维持恒定 2.7w 连续输出功率，区别于普通 d 类功放（输出功率随电源电压下降而降低）。采用 btl 桥接输出，pwm 开关放大，效率高，无需大散热片；多用于锂电池供电便携设备。

普通 d 类功放短板：锂电池从 4.2v 放电降到 3.0v，输出功率大幅衰减，音量明显变小。

恒定输出功率技术：内部集成升压转换器，自动抬升电压，在电池电压下降时仍然保持 2.7w 输出功率，响度稳定。

一、内部架构

1. 输入模拟音频放大器（可配置增益）

2. 内置 boost 升压转换器：根据电池电压动态调整功放供电电压，实现恒定输出功率。

3. d‑pwm 调制器，把模拟音频转换成 pwm 开关波形。

4. btl 桥接功率 mos 输出级，驱动扬声器。

5. 控制逻辑：apc 自动功率控制、pop‑click 抑制、关断控制、保护电路。

6. 外围：部分型号为免滤波架构，扬声器直接连接输出端口，省去 lc 输出滤波器。

二、关键电气参数（tpa2013d1 典型）

表格

参数

说明

额定输出功率

2.7w 恒定功率，4Ω 扬声器负载，thd+n=10%

供电输入

2.5v‑5.5v 锂电池供电（单节锂电）

扬声器负载

4Ω，不建议低于 3Ω

工作效率

最高 88%，远??于 ab 类；电池设备发热小

输入类型

模拟单端音频输入；增益外部电阻配置

调制开关频率

约 250khz，部分支持扩频，降低 emi 干扰

静态电流

几 ma；关断模式 ishdn＜1μa，休眠功耗极低

保护功能

输出短路保护、过热保护、电池欠压保护、输出限流；pop 噪声抑制，消除上电 / 掉电爆破音

封装

qfn 小封装，适合便携产品

普通 d 类：vdd 降低，功率跟着下降；恒定功率 d 类：电池电压下跌，boost 提升功放轨电压，维持 2.7w 输出不变。当电池过低，boost 达到能力上限，功率才会下降。

三、主要工作模式

1. 正常放大模式：音频输入，boost 动态调节电压，维持 2.7w 恒定输出。电池电压高时 boost 不工作直通；电池电压降低，boost 自动升压。

2. 低功耗关断 shdn：shdn 引脚拉低，芯片整体关闭，功耗 ua 级，电池设备休眠使用。

3. 故障保护模式：短路、过温芯片自动限制输出，不直接永久烧毁芯片；故障移除自动恢复。

四、硬件设计要点

1. 电源部分

输入 vin 就近放置大容值陶瓷电容，boost 升压回路需要功率电感；电感选型要满足峰值电流，不能饱和。

2. 模拟输入

模拟音频输入端增加隔直电容；输入走线远离功放开关输出走线，防止 pwm 开关噪声串入音频输入端，产生底噪。

3. 输出布??

btl 输出 out+、out‑到扬声器走线尽量短粗；免滤波架构可以直接接喇叭；emi 敏感产品?稍黾犹?跆宕胖椤?

4. 地处理

功率地 pgnd 与模拟信号地 agnd 单点汇合，避免功率地噪声污染模拟音频地。

5. 散热

d 类效率高，2.7w 一般不需要散热片；qfn 封装底部焊盘充分铺铜，改善散热。

6. 电池供电注意

boost 瞬间大电流，电池输出阻抗不能过大；电池内阻大设备，输入端增加大容量电容。

7. shdn 引脚：mcu 控制实现休眠，产品闲置时关闭芯片，节约电池电量。

五、典型应用场景

1. 锂电池供电便携设备：手持工业仪表语音播报、便携蓝牙音箱、便携式播放器。

2. 物联网语音提示设备：电池供电，电池电压下降，播报响度不衰减。

3. 智能玩具、便携语音提示器。

对比普通 d 类功放：普通 d 类成本更低，电池电压充足时功率足够；电池电压跌落音量下降；恒定功率 d 类带内置 boost，响度稳定，外围多一颗功率电感。

方案文档简短描述（可直接复制）

2.7w 恒定输出功率 d 类音频放大器，内部集成 boost 升压转换器与 d 类 btl 桥接功率输出级；单节锂电池供电 2.5‑5.5v，可在电池电压跌落条件下维持 2.7w 恒定连续输出功率，解决普通 d 类功放随电池电压下降音量衰减的问题；采用 pwm 开关放大，效率可达 88%，具备 pop‑click 噪声抑制，集成短路、过热、欠压保护；支持硬件关断实现微安级休眠电流。设计需要配置 boost 功率电感，功率地与模拟地单点接地，音频输入走线远离功放输出开关噪声；广泛用于电池供电便携语音播报设备、小型便携音箱，保证电池全寿命周期响度稳定。

注：仅供学习参考