利用G類音頻放大器延長電池使用時間

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　　為了說明通過 G 類音頻放大器實現(xiàn)的電池使用時間增加情況，我們的計算均基于如下值：

　　? PBATT：電池功率

　　? VBATT：電池電源電壓

　　? IBATT：電池電源電流

　　? VDD：DC/DC 轉(zhuǎn)換器輸出電壓

　　? PDD：DC/DC 轉(zhuǎn)換器輸出功率

　　? VOUT：負載電壓

　　? RL：負載阻抗

　　? POUT：負載功耗

　　? IOUT：負載電流

　　一個標準的 AB 類放大器中，電源電流等于輸出電流 (IBATT = IOUT)。使用 G 類(降壓轉(zhuǎn)換器)時，電源電流(電池)為輸出電流的一部分，其以公式 IBATT = IDD x VDD/VBATT 表示。

　　假設一個放大器，驅(qū)動 32 Ohm 負載的 200 mVRMS，則負載輸出電流為：IOUT = VOUT/RL = 200mVRMS/32Ω = 6.25 mA。假定靜態(tài)電流為 1 mA (IDDQ)，則放大器吸取的總電流為：IBATT = 7.25 mA。

　　那么，AB 類放大器吸取的總功率的計算方法如下(假設為一塊 4.2V 的鋰離子即Li-Ion 電池)：

　　PBATT (Class-AB)= VBATT x IBATT = 4.2V x 7.25 mA = 30.45 mW Eq. 1

　　就 G 類放大器而言，其電壓軌均由一個開關式 DC/DC 轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生，供給功率取決于 DC/DC 轉(zhuǎn)換器輸出電壓和效率。假設 DC/DC 轉(zhuǎn)換器輸出電壓為 1.3V，則計算方程式為：

　　PDD = VDD*IDD = 1.3v * 7.25mA = 9.425 mW Eq. 2

　　總供給功率為 DC/DC 轉(zhuǎn)換器輸出功率除以 DC/DC 轉(zhuǎn)換器效率。假設降壓效率為90%，則向 G 類放大器提供的總功率為：

　　PBATT (Class-G) = PDD/90% = 11.09 mW Eq. 3

　　這時，相同條件下，相比 AB 類放大器，G 類耳機放大器吸取的功率少了約 3 倍。功耗的降低程度與 VBATT/VDD 成正比例關系。在我們的舉例中，其為 (4.2/1.3)*轉(zhuǎn)換器-效率 = (4.2/1.3)*0.9 = ~3

　　電池省電情況如圖 1 所示。這里，我們使用由一塊鋰離子電池供電的完全相同的音頻輸入，對比兩個 AB 類和 G 類耳機放大器。正如我們所觀察到的那樣，相比 AB類放大器(70 小時)，G 類耳機放大器的電池使用時間(150小時)長了 2 倍多。對使用便攜式音頻設備的終端用戶來說，這就意味著更長的音樂播放時間和通話時間。

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　　圖 1 電池放電曲線表明 G 類放大器比 AB 類放大器擁有更長的工作時間

　　總之，G 類音頻放大器拓撲是AB 類拓撲的一種改版，其擁有自適應電源，可隨音頻源而變化。這種拓撲結(jié)構(gòu)降低了功耗，提高了效率，從而為使用 G 類放大器拓撲的耳機帶來更長的電池使用時間。