NS4150C

深圳市纳芯威科技有限公司 SHENZHENNSIWAYTECHNOLOGY NS4150C Nov.2018 V1.0 NS4150C 超低 EMI、无需滤波器、3W 单声道 D 类音频功放 1 特性 2 说明  优异的全带宽 EMI 抑制能力  3W 输出功率（5V 电源、4Ω 负载） 道 D 类音频功率放大器。NS4150C 采用先进的技术，  无需滤波器 Class-D 结构 在全带宽范围内极大地降低了 EMI 干扰，最大限度  高达 90%的效率 地减少对其他部件的影响。  高 PSRR：-80dB（217Hz）  工作电压范围：3.0V～5.25V 地保护芯片在异常工作状况下不被损坏。并且利用  过热保护、欠压保护 扩频技术充分优化全新电路设计，高达 90%的效率  SOP8 封装 更加适合于便携式音频产品。 3 应用范围  MP3/PMP 便携媒体播放器  Mini 音箱  数码相框 NS4150C 是一款超低 EMI、无需滤波器 3W 单声 NS4150C 内置过热保护及欠压保护功能，有效 NS4150C 无需滤波器的 PWM 调制结构及增益内 置方式减少了外部元件、PCB 面积和系统成本。 NS4150C 提供 SOP8 封装，额定的工作温度范围 为-40℃至 85℃。 4 应用电路 1 2018 Copyright © Nsiway Technology 深圳市纳芯威科技有限公司 SHENZHENNSIWAYTECHNOLOGY NS4150C Nov.2018 V1.0 5 管脚配置 NS4150C SOP8 的俯视图如下图所示： NS4150C 管脚说明： 编号 管脚名称 管脚描述 1 CTRL 2 Bypass 3 INP 正相音频输入 4 INN 反相音频输入 5 VON 反相音频输出 6 VDD 电源输入 7 GND 地 8 VOP 正相音频输出 工作模式控制 内部共模电压旁路电容 6 极限工作参数  电源电压范围 2.8V ~ 5.5V  INP/INN/CTRL 电压范围 -0.3V ~ (VDD+0.3)V  ESD 电压(HBM ) 4000V  工作温度范围 -40℃ ~ +85℃  存储温度范围 -65℃ ~ +150℃  最大结温 +150℃  焊接温度（10s 内） +220℃  θJA）（MSOP-8/SOP-8） 190/150oC/W  Latch up ±150mA 注：超过上述极限工作参数范围可能导致芯片永久性的损坏。长时间暴露在上述任何极限条件下可能会影响芯片的 可靠性和寿命。 2 2018 Copyright © Nsiway Technology 深圳市纳芯威科技有限公司 SHENZHENNSIWAYTECHNOLOGY NS4150C Nov.2018 V1.0 7 功能框图 图3 3 2018 Copyright © Nsiway Technology 深圳市纳芯威科技有限公司 SHENZHENNSIWAYTECHNOLOGY NS4150C Nov.2018 V1.0 8 典型电路及测试方法 单端模式： 图4 差分模式 图5 4 2018 Copyright © Nsiway Technology 深圳市纳芯威科技有限公司 SHENZHENNSIWAYTECHNOLOGY NS4150C Nov.2018 V1.0 9 电气特性 工作条件（除非特别说明）：TA=25℃，VDD=5V 符号 参数 VDD 电源电压 IQ 静态电流 VDD =3.6V, No load 7.8 ISD 关断电流 VDD =3.6V,CTRL=0V 1 PSRR 电源抑制比 CMRR 共模抑制比 fSW 调制频率 PO THD 输出功率 失真度 测试条件 最小值 标准值 3 最大值 单位 5.25 V mA 10 μA 217Hz -80 dB 20KHz -72 dB -70 dB VDD =3.0V to 5.25V 400 kHz THD=1%,VDD =5V,f=1kHz RL =4Ω RL =8Ω 2.5 1.4 W THD=10%,VDD =5V,f=1kHz RL =4Ω RL=8Ω 3.0 1.8 W VDD =3.6V,Po=0.1W, RL =8Ω,f=1kHz 0.2 % VDD =3.6V,Po=0.5W, RL=4Ω,f=1kHz 0.16 % 90 % η 效率 VIH CTRL 输入 高电平 1.5 VDD V VIL CTRL 输入 低电平 0 0.3 V tST 启动时间 240 ms 测试方法： 注：测试 D 类时必须加低通滤波器，一般由 33uH 电感和 1uF 电容构成。为减小功率损耗和干扰噪声，让测试数据更加精准，测试 NS4150C 时可选用电阻电容做滤波器，电阻值选 500Ω,电容值选 10nF。 5 2018 Copyright © Nsiway Technology 深圳市纳芯威科技有限公司 SHENZHENNSIWAYTECHNOLOGY NS4150C Nov.2018 V1.0 10 典型特性曲线 6 2018 Copyright © Nsiway Technology 深圳市纳芯威科技有限公司 SHENZHENNSIWAYTECHNOLOGY 7 NS4150C Nov.2018 V1.0 2018 Copyright © Nsiway Technology 深圳市纳芯威科技有限公司 SHENZHENNSIWAYTECHNOLOGY NS4150C Nov.2018 V1.0 11 应用说明 11.1 工作模式设置 通过设置 CTRL 引脚的电平值，可以设置 NS4150C 的工作模式。 CTRL Mode H Open L Shutdown 11.2 产品特性描述 NS4150C 是一款超低 EMI、无需滤波器 3W 单声道 D 类音频功率放大器。在 5V 电源下具有高达 90%的效 率。 NS4150C 采用先进的技术，在全带宽范围内极大地降低了 EMI 干扰，最大限度地减少对其他部件的影响。 NS4150C 无需滤波器的 PWM 调制结构及增益内置方式减少了外部元件数目、PCB 面积和系统成本，利用扩 展频谱技术充分优化全新电路设计。芯片内置过热保护和欠压保护功能，在异常工作条件下关断芯片，有效地保 护芯片不被损坏，当异常条件消除后，NS4150C 自动恢复工作。 11.3 无需输出滤波器 NS4150C 采用无需输出滤波器的 PWM 调制方式，省去了传统 D 类放大器的 LC 滤波器，提高了效率，提供 了一个更小面积，更低成本的实现方案。 11.4 保护电路 当芯片温度过高时，芯片会被关断，温度下降后，NS4150C 继续正常工作。当电源电压过低时，芯片同样会 被关断，电源电压恢复后，芯片会再次启动。 11.5 效率 NS4150C 利用扩展频谱技术充分优化全新 D 类放大器的电路设计，以提高效率。最高可达 90%的效率更加适 合于便携式音频产品。 11.6 EMI 增强技术 NS4150C 内置 EMI 增强技术。采用先进的技术，在全带宽范围内极大地降低了 EMI 干扰，最大限度地减少 对其他部件的影响，EMI 测试频谱图如所示。 8 2018 Copyright © Nsiway Technology 深圳市纳芯威科技有限公司 SHENZHENNSIWAYTECHNOLOGY NS4150C Nov.2018 V1.0 11.7 应用信息 11.7.1 电源去耦电容 电源端加适当的去耦电容可以确保器件的高效率及最佳的 THD 性能，同时为得到良好的高频瞬态性能，希 望电容的 ESR 值要尽量小。一般使用 1μF 的陶瓷电容将 VDD 旁路到地。去耦电容在布局上应尽可能的靠近芯 片的 VDD 放置。如果希望更好地滤除低频噪声，则需要根据具体应用添加一个 10μF 或更大的去耦电容。 11.7.2 增益设置和输入电阻 NS4150C 内部集成反馈电阻为 180k，增益 Av=180k/RIN，RIN 为外接输入电阻。 11.7.3 输入滤波器 音频信号通过隔直电容和输入电阻输入到 NS4150C 的 INP 与 INN。输入电容 CIN 与输入电阻 RIN 构成一个 高通滤波器。截止频率为 fc = 1/(2πRINCIN)。实际上，在很多应用中，扬声器（Speaker）不能够再现低于 100Hz －150Hz 的低频语音，因此采用大的电容并不能够改善系统的性能。除了考虑系统的性能，开关/切换噪声的抑制 性能受电容的影响，如果耦合电容大，则反馈网络的延迟大，导致 pop 噪声出现，因此，小的耦合电容可以减少 该噪声。 11.7.4 磁珠滤波器 NS4150C 在没有磁珠、 电容的情况下， 对 60cm 的音频线，仍可满足 FCC 标准要求。在输出音频线过长 或器件布局靠近 EMI 敏感设备时，建议使用磁珠、电容。磁珠及电容要尽量靠近芯片放置。 9 2018 Copyright © Nsiway Technology 深圳市纳芯威科技有限公司 SHENZHENNSIWAYTECHNOLOGY NS4150C Nov.2018 V1.0 12 封装信息 12.1 SOP-8 封装尺寸图 13 版本修改历史 声明：深圳市纳芯威科技有限公司保留在任何时间，并且没有通知的情况下修改产品资料和产品规格的权利，本 手册的解释权归深圳市纳芯威科技有限公司所有，并负责最终解释。 10 2018 Copyright © Nsiway Technology