1.4W 无滤波器 D 类 音频功率放大器 BL6105 特点 单声道 D 类功率放大器； 优化 PWM 输出级无需 LC 滤波器； 外部器件最少只需要三个； 内部自振 250K 开关频率； 外部电阻增益控制； 在电源 3.6V 负载 8Ω： 输出 400mW 时候效率为 88%； 输出 100mW 时候效率为 80%； 在电源 3.6V 时静态功耗为 2.5mA； 关断功耗为 0.3μA； 电源范围 2.5V～5.5V； PSRR 到-75dB，CMRR 到-63dB，SNR 到-99dB； Click-Pop 消除电路，输出短路/过温保 护； 芯片封装为 MSOP8/QFN8； 概述 该芯片是一个高效率无滤波器 1.4W D 类音频功放，做到只需要三个外部器件。达 到 90% 效 率 、 -75dB PSRR 、 改 善 的 RF-rectification immunity，和 PCB 总共只有 9mm2 以内使得该芯片在 cellular handset 等 方面的应用非常理想；比较快速 1ms 启动时 间又使得它在 PDA 等方面应用比较好。 该芯片不仅可以驱动 cellular hansets、 the earpiece、speaker phone 和 melody ringer 等，还可以将两个分离信号源有独立增益放 大同时进行组合；在 A-weighted 下，有比较 低的噪声 40μV。 该芯片有前置预增益放大器、PWM、 FEEBACK、输出驱动、Vref and Bias、Ramp and Clock、Protection Logic 及 SDN 和两对 NMOS/PMOS 驱动管等模块构成。 应用 蜂窝电话 PDA 便携式电子设备 笔记本电脑 Cs SDN 1 NC 2 8 VON 7 GND Supply Ri INP Differential Audio Input Signla Ri INN 6105 WKSS VON 6105 WKSS VOP SDN INP 3 6 VDD INN 4 5 VOP SDN GND 典型应用 典型封装 QFN8/ MSOP8 Marking Note：6105WKSS；6105：Production Name； WK：Week；SS：Lot number。 http://www.belling.com.cn -1Total 1 Pages 2/5/2009 1.4W 无滤波器 D 类 音频功率放大器 BL6105 1 系统框图 FEEDBACK VOP INP MPW Preamplifier DRIVER INN VON FEEDBACK SDN BIAS AND REF RAMP AND CLOCK Protect logic 2 引脚定义 PIN PUMP. NAME Type Description S D N 端（低电平有效） 1 SD N 2 NC 3 INP I 差分输入正端 4 INN I 差分输入负端 5 VOP O 正向 BTL 输出 6 VDD I 芯片电源 7 GND I 电源地 8 VON O 负向 BTL 输出 I 空脚 3 性能指标 电参数性能指标(T ℃) 电参数性能指标 A=25℃ 测量项目 符号 VOS 输出失调电压 （测量差分） 电源抑制 PSRR 测试条件 VI=0,AV=2V/V,VDD=2.5V 测量点 最小 典型 最大 单位 1 15 mV -75 -56 dB -49 dB to5.5v VDD=2.5V to5.5V VDD=2.5V -67 to5.5V,VIC=VDD/2 to 共模抑制 CMRR 0.5V,VIC=VDD/2 to VDD-0.8V http://www.belling.com.cn -2Total 2 Pages 2/5/2009 1.4W 无滤波器 D 类 音频功率放大器 BL6105 输入高电平电源电 μA 90 VDD = 5.5 V, VI = 5.8 V 流 输入低电平电源电 VDD = 5.5 V, VI =-0.3 V μA 5 流 静态电源电流 关断模式电源电流 VDD = 5.5V, no load 3.0 VDD = 3.6V, no load 2.6 VDD = 2.5V, no load 2.2 V S D N =0.35V, VDD=2.5V 0.3 3.2 mA 2.7 μA 1.0 to5.5V 输出驱动管道通电 VDD = 2.5V 700 VDD = 3.6V 500 VDD = 5.5V 400 mΩ 阻 关断时输出阻抗 V S D N =0.4V 开关频率 fsw VDD=2.5V to5.5V 200 250 300 增益 G VDD=2.5V to5.5V 285k Ω RI 300k Ω RI 315k Ω RI >1 SDN 到地电阻 kΩ kHz 300 kΩ 工作性能指标（T ℃，Gain=2V/V， ，RL=8Ω Ω） 工作性能指标（ A=25℃ 测试项目 符号 测试条件 输出功率 测试 最 点 小 典型 VDD = 5V 1.45 VDD = 3.6V 0.73 VDD = 2.5V 0.33 VDD = 5V 1.19 VDD = 3.6V 0.59 VDD = 2.5V 0.26 最 大 单位 THD + N = 10%, f = 1 kHz, RL =8Ω THD + N = 1%, f = 1 kHz, RL =8Ω 总的谐波失真 V = 5 V, Po = 1 W, R L= 8Ω, f = 1 kHz 0.18% +噪声 V = 3.6 V, Po = 0.5 W, RL = 8Ω, f = 1 0.19% kHz http://www.belling.com.cn -3Total 3 Pages 2/5/2009 1.4W 无滤波器 D 类 音频功率放大器 BL6105 V = 2.5 V, Po = 200 mW, RL = 8Ω, f = THD+N 0.20% 1 kHz f = 217 Hz, 电源波动抑制 VDD=3.6V,Input AC V = 200 grounded with Ci=2μF (RIPPLE) 比 -70 dB mVpp KSVR 信噪比 VDD = 5 V, PO = 1 W, RL = 8Ω SNR 输出噪声电压 VDD = 3.6 V, f = 20 No Vn Hz to 20 kHz,Inputs weighting 99 dB 48 μ VRMS ac-grounded with Ci = 2 µF A weighting 36 f=217Hz -63 共模抑制比 VDD=3.6V,VIC=1VPP CMRR 输入阻抗 142 150 dB 158 kΩ ZI S D N 从地 1 ms （GND）到 3.6 V （VDD） Ci Audio Input Signal Ri INP Ci VON 6105 WKSS Ri INN VOP VP Power Supply Load 30kHz Low Pass Filter Measur ement Input GND 4.7uF 提示： 1．一般情况下 Ci=1uF，Ri=150KΩ，增益设为 2V/V，输入高通滤波器的截止频率设在 1Hz。 在测量 CMRR 的时候输入电容被短接。 2．为了能接近实际扬声器应用的情况，所有性能测量的时候： RL=8Ω 意思为 Load=15uH+8Ω+15uH 3．在对效率的测量的时候，截止频率为 30KHz 的低通滤波器需要接在 PWM 的输出端。低 通滤波器的一般选择 RC 低通滤波器（100Ω，47nF）。 4 功能描述 http://www.belling.com.cn -4Total 4 Pages 2/5/2009 BL6105 1.4W 无滤波器 D 类 音频功率放大器 BL6105 的框架结构包括：前置预放大器（Preamplifier）、反馈(Feedback)、MPW、输出 驱动(Driver)、Ramp 和 Clock、Vref 和 Bias、Protection Logic 及 SDN 等模块构成。前置预 放大器的输入端外界电阻 Ri 可以调节整个芯片增益大小，其它部分的增益固定；输入负载 通过两对 NMOS/PMOS 来差分驱动。 通过 PWM 后，输入的模拟信号转化成数字信号，而人的耳朵对于声音来讲是一个带通 滤波器，通过的带宽为 20Hz 到 22KHz，利用扬声器寄生电感电容来滤出开关频率和谐波失 真，从而保证人耳听到的是一个比较理想的信号。 驱动负载两对 NMOS/PMOS 在驱动的时候没有夹断失真，NMOS 和 PMOS 沟道导通电 阻 Rdson 的典型值为 0.4Ω。 过温、过流、电源监测电路实现了整个系统保护功能，当整个系统的温度超过 150±10 ℃时候，芯片自动的保护关掉整个芯片；当输出短接或者电流过大的时候整个系统自动关掉。 另外当电源低于 1.9V 左右的时候整个芯片自动停止工作。在这些保护过后，通过 Reset SDN 重新芯片开始工作的时间仅仅在 1ms 左右，可以快速的启动整个芯片工作。 在 BL6105 另一个特点消除了在 Protection Login 和 SDN 时 Click-pop 的影响。当 SDN 的时候，输出端处于高阻态；当 Protection Login，系统内部被设在一个中间值，阻止了 系统和输出由于突然开启而带来的 Click-pop。并且这个过程到输出完全工作仅仅需要 1ms 左右。大大提高了芯片的应用范围。 5 应用信息 BL6105 调制原理 在传统的 D 类功率放大器中要求输出端带一个滤波器来恢复音频信号。这个滤波器大大 的增加了成本，同时将低了效率和影响 THD+N 性能；传统的 PWM 结构的输出差分信号摆幅 Peak-to-peak 达到 2VDD，从而产生很大电流，任何寄生电阻等元件都会造成能量的损失， 降低效率。BL6105 就是一个不需要在输出端再接滤波器，它依靠扬声器本身固有寄生的电 感和扬声器及人的耳朵天然的滤波器把方波信号来还原成音频信号。由于消除了滤波器，这 样一个面积小、低成本、高效率的解决方案很容易实现。 增益选择 第一级为模拟放大器，下一级为 PWM，第一级 Preamplifier 的输出和周期的 Ramp 信号 在 PWM 级进行比较，产生的输出脉宽调制信号（Pulse width modulation signal）PWM，接 着进行驱动处理和驱动两对 NMOS/PMOS。例如，典型负载 8Ω 时，整个系统的增益为： 300 K Ω Ri 输入电容的选择 在 BL6105 的 INN 和 INP 输入端为了隔直通交，通过接一个输入电容和 Ri 构成一个高 通滤波器，滤波器的截止频率为： FC = 1 2 × π × Ri × C i 当用输入电阻为 150K，增益设在 2V/V，在这个种情况下，输入电容的选择可以从 10nF 到 1uF，截止频率从 1Hz 到 100Hz。同时 BL6105 相当于一个内置低通滤波器，它的截止频率 为 22KHz。 http://www.belling.com.cn -5Total 5 Pages 2/5/2009 1.4W 无滤波器 D 类 音频功率放大器 BL6105 直流音频信号直接耦合输入 直流音频信号直接耦合输入 当 DC 输入信号被偏置在功放共模范围内的时候，DC 输入能够直接接到功放的输入端。 DC 耦合输入后，可以省去输入耦合电容，减少了所需的外部器件。然而，这样输入耦合电 容对低频噪声的抑制作用将会失去，低频信号将会通过功放溃入负载上。 Cs Supply Ri INP Differential Audio Input Signla VON 6105 WKSS Ri INN VOP SDN SDN GND BL6105 全差分输入应用原理 差分输入音频信号 在 BL6105 中，能够实现差分输入结构，使它可以和很多中 Codecs 兼容，并且相对单 端输入能够对噪声起到一定的抑制作用。例如，在蜂窝电话及 RF 发射器等的高频信号能够 被功放有选择提取跟踪信号，然而这个信号的共模噪声在功放的差分输入，可以把任何共模 噪声消除掉。 Cs Supply Ci Ri INP Differential Audio Input Signla Ci Ri INN VON 6105 WKSS VOP SDN SDN GND BL6105 带高通滤波器全差分输入应用原理 单端输入音频信号 在 BL6105 中，可以通过一端耦合电容到地，另外一端通过电容耦合电阻输入功放实现 单端输入音频信号。由于使单端输入，这将会影响到信号的输入范围，不能向差分输入那样 是输出能力比较大。然而，若信号输入比较小，同时又要求输出能力比较强的时候，可以选 择单端输入增益的应用。 http://www.belling.com.cn -6Total 6 Pages 2/5/2009 1.4W 无滤波器 D 类 音频功率放大器 BL6105 Cs Supply Ci Ri INP Single-Ended Audio Input Signla Ci Ri INN VON 6105 WKSS VOP SDN SDN GND BL6105 带高通滤波器单端输入应用原理 6 封装规范 1、QFN8 标注：1、 2、 注：由于工艺和设计变化等原因所引起的以上规范的变化，不另行通知。请随时索取最新版 本的产品规范。 http://www.belling.com.cn -7Total 7 Pages 2/5/2009