TPA3132D2 – Minimal 50+50W Class-D Verstärker (TPA3116, TPA3118)

Auf Grundlage des TPA3132D2 von Texas Instruments ist ein kleiner 50+50W Verstärker in der Pipeline.

Update (09.01.2015): Revision 0D in Betrieb
Update (06.02.2015): Einschaltverzögerung und Schnellabschaltung als Option
Update (04.08.2015): Bilder der finalen Version am Ende des Beitrags eingefügt (Rev. 0H)

Die Baugruppe ist passend für die Gehäuse DP5050 sowie DP5031 (Dangerous Prototypes / Seeedstudio). Ersteres als “Vollverstärker” mit Potentiometer + 3.5mm Buchse, Letzteres als Miniaturversion mit eingangsseitigen Stiftleisten. Potentiometer und Eingangsbuchse können somit als abgesetzte Einheit verwandt werden.

Fallstricke im Datenblatt

Die Teilschaltung “MUTE driven by inverted FAULTZ” wird, so wie im Datenblatt des TPA3132D2″ gezeigt, nicht funktionieren.

Eine korrekt funktionierende Schaltung ist im Datenblatt des TPA3116D2 beschrieben.

FAULTZ “current sinking capability”

Im Datenblatt nicht angegeben ist der Maximalstrom, welchen FAULTZ “sinken” kann. Dieser beträgt maximal 5mA.

Quelle: http://e2e.ti.com/support/amplifiers/audio_amplifiers/f/6/t/387776

Es ist in beiden Fällen zu beachten, dass die Beschaltung von GAIN/SLV, nach Datenblatt, so, wie gezeigt, nicht spezifiziert ist.

SDZ “powerup delay”

Ebenfalls nicht angegeben ist die Zeit, in welcher beim Systemstart die Ausgänge “muted” sind. Diese beträgt 14ms.

Quelle: http://e2e.ti.com/support/amplifiers/audio_amplifiers/f/6/t/387776

Revision 0D

Die bei Elecrow gefertigten Platinen sind eingetroffen (07.01.2015) und ein erster Testaufbau bestückt. Klanglich positiv ergibt sich thermisch ein anderes Bild. Verglichen mit dem MAX9709 beträgt die Oberflächentemperaturdifferenz bei VCC=23V 30°C, absolut werden 70°C erreicht (bei 20°C Raumtemperatur), der MAX9709 bleibt mit 40°C dagegen kühl. Gemessen wurde mit terminiertem Eingang ohne Last nach 10 Minuten Betriebszeit. Vor dem Hintergrund des besseren Wirkungsgrads (TPA3132D2 94%, MAX9709 86%) bzw. kleinerem R_on (120mR vs 300mR) verwundert dies, kann aber mit einem schlechteren Wärmeübergangswiderstand (31K/W vs. 21K/W) erklärt werden – ein Tribut an die Baugröße.

Gegenüber dem MAX9709 wird deutlich, worin der höhere Wärmeübergangswiderstand begründet ist. (8x8mm QFN [64mm²] vs. 5x5mm QFN [25mm²])

Verpackt in einem DP5050 Gehäuse ergibt sich der Aufbau zu:

Revision 0H

Im Vergleich zu Version 0D wurde die Platinenstärke auf 1.6mm erhöht, um dem Mikrophonieverhalten der MLCC (Keramikkondensatoren) entgegenzuwirken. Des Weiteren ist eine “Anti-Pop-Schaltung” integriert, welche zuverlässig Ein- und Ausschaltgeräusche verhindert. Das System ist thermisch stabil und zeigt große Leistungsreserven.

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