看看SCT12A3输出自适应调压（AAO）在蓝牙音箱的应用

松木

1蓝牙音箱电源树概述









图1是蓝牙音箱的典型电源树，采用单节大容量锂电池供电，由BOOST升压给双通道功率放大器（PA）提供电源电压，PA的输出音频信号幅值以及频率由输入音频信号决定。为了好的音质效果，PA的THD往往低于1%。同时，PA一般选择相对较高的电源输入电压，同时保证输出信号不能削高。电池的续航时间是蓝牙音箱的重要技术指标，续航时间与电池容量以及的功耗息息相关。因此，在蓝牙音箱应用中如何提高效率是应用的痛点。


















图1蓝牙音箱电源树
















图2是一款常见PA（TPA3116）的效率曲线。由此可见，越高电源电压在同等输出功率下PA工作效率越低。由于PA输入为音频信号，输出同样为放大的音频信号，际输出信号幅值是变化的正弦波。如果该PA的电源电压能够根据际的输出功率变化来变化，则可以提高PA的效率，从而延长电池的续航时间。根据图2曲线，尤其在轻载的条件下，降低PA的电源电压，效率提升明显。基于该目的，SCT12A3提供了自适应的输出电压，根据输出功率动态调整PA的电源电压，从而延长电池的续航时间。

























图2TPA3116效率曲线







<="-:;-:135;-:1;"






2SCT12A3输出自适应调压（AAO)概述









图3是SCT12A3的典型应用电路。SCT12A3可以根据输出电流自动调节输出电压，输出电压有两档可选择，VOUT1和VOUT2,如图4所示。当负载较轻时，SCT12A3输出电压为FB端设定电压VOUT1。当PA端要求BOOST输出功率增加，SCT12A3根据自身输出电流判断是否提高输出电压到VOUT2。























图3SCT12A3典型应用
















如图4所示，其中RAAO,MODE两个管脚来设定AAO的对应输入电流阈值以及VOUT2和VOUT1的关系。VOUT1由外部分压电阻络R3,R4来设定，当BOOST启动时，输出为VOUT1当输出稳定后，SCT12A3判断输出电流，如果输电流大于RAAO设定的阈值，输出电压将由VOUT1跳变至VOUT2。


















图4BOOST输出电压V输出电流







<="-:;-:9;-:36;"
RAAO的计算公式如下：

<="-:;-:9;-:36;"










R_AAO=(1000000*V)(V_1*I_)




(1)


















图5是根据典型的输入，输出得出的RAAO与输出电流的关系曲线。不同的输入电压，输出，曲线会相应不同，应用时需要际计算。


















图5输出电流V
RAAO电阻值









VOUT2与VOUT1的关系由MODE管脚上的电阻值来决定。根据表1中MODE管脚电阻选择设定VOUT2与VOUT1的关系。




<="-:;-:9;-:36;"






<="-:;-:9;-:36;"
表1:MODE电阻值选择参照表

<="-:;-:9;-:36;"

















举个例子，设定VOUT1=9V,VOUT2=135V，输出电流跳变阈值为12A。MODE选择120O，RAAO=300O。图6为际测量曲线，根据输出功率变化，从VOUT1跳变至VOUT2上升沿响应非常迅速，响应时间小于300，因此不会影响音质。当负载变轻时，在一定的延时后，VOUT2下降时缓慢下降以保证人耳的听觉效果不受影响。该延时由CAAO管脚电容设定，CAAO提供1A的充电电流,1F的电容设置15的延时。







<="-:;-:0;-:36;"





<="-:;-:0;-:36;"


<="-:;-:0;-:36;"






图6SCT12A3自适应调压输出









3SCT12A3在蓝牙音箱中续航时间对照测试









在一款市场销售的音箱中，采用SCT12A3进行电池续航时间对照测试。该款音箱为2X8W规格，采用单节2700A锂电池供电，PA采用TPA3116。






测试条件：VOUT1=54V,VOUT2=108V,输出电流翻转阈值04A。






SCT12A3设定：RAAO=560O,CAAO=1F,MODE=330O






测试音乐：《加州旅馆》






图7为SCT12A3在整首音乐的输出电压。根据音乐音频信号幅值高低，SCT12A3输出在VOUT1,VOUT2之间自由切换。















<="-:;-:0;-:216;"


<="-:;-:0;-:216;"






图7SCT12A3输出电压









图8为SCT12A3输出电压以及PA输入电流I,喇叭端输入电流I








<="-:;-:;-:216;"























图8SCT12A3采用AAO,PA以及喇叭输入电压，电流
















图9为SCT12A3不采用AAO的输出电压以及PA输入电流I,喇叭端输入电流I。对比图8和图9，SCT12A3带AAO输出功能，PA的有效输入功率降低了40%，因此电池续航时间必然增加。















<="-:;-:0;-:36;"


<="-:;-:0;-:36;"






图9SCT12A3不采用AAO,PA以及喇叭输入电压，电流





采用音乐《加州旅馆》进行煲机对照测试:









·SCT12A3不带AAO输出功能，该款音箱待机时间为11小时15分钟。









·SCT12A3带AAO输出功能，该款音箱待机时间为16小时。









因此，SCT12A3AAO输出功能可以大大延长电池续航时间，高达40%。
















4引用









1)SCT12A3产品规格书



2)SCT12A3EVM使用手册






























































基于这个原因，可以推测超低功耗LDO的市场反馈会越来越好，也正是其能够发展起来的重要原因之一。芯洲科技股份有限公司是一家聚焦于高性能电源管理集成电路产品研发与销售的电源管理芯片厂家,中高压电源管理功率转换与控制的核心技术上持续打造国内领先地位，提供降压、升压转换器等多种产品。https://www.silicontent.com/