电路方案分析（二十三）Hi-Fi耳机放大器电源参考设计

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参考资料：
TIDA-01341
LM27762
OPA1622

1.概述

耳机放大器通常需要正负电压。在参考设计方案中，这两种电压都通过集成的分轨电荷泵转换器从单一输入电压生成。该设计提供了小巧的解决方案，仅需五个电容器和四个电阻器。

本设计方案：
小尺寸
低失真
小BOM仅9个外部组件
可调输出电压

2.方案描述

该系统由电源和音频放大器两部分组成，采用锂离子电池直接供电。

电源基于LM27762器件。它为音频放大器提供可调的正和负工作电压。负输出电压由一个反向电荷泵产生。

在音频应用中，电源对放大器电源轨的噪声影响至关重要。由于LM27762器件的两个输出端均具有内部低噪声振荡器，因此实现的输出纹波极低。

本方案采用的音频放大器是OPA1622运算放大器。在此设计中，它采用单端配置。OPA1622器件具有出色的音频性能，噪声密度极低，总谐波失真+噪声（THD+N）极低。它具有高电容负载驱动能力——这是驱动移动设备耳机的重要特性。

2.1关键参数

设计框图

2.2关键器件

LM27762低噪声正负输出电荷泵：

提供低噪声可调正电源（1.5V至5 V)和负电源（-1.5V至-5V）
±250mA输出电流
反相电荷泵后接负压电二极管（LDO）
限流与热保护功能•电源良好引脚

OPA1622 SoundPlus™音频运算放大器

高保真（Hi-Fi）音质•1kHz时超低噪声2.8纳伏/平方根（赫兹）
超低总谐波失真+噪声：-119分贝THD+N (142毫瓦/通道输入至32Ω通道）
广泛增益带宽积：32兆赫（G=1000）
电源良好引脚

3.硬件设计方案

电路板上有多种电源、输入和输出连接选项，以及可选的负载电阻，可用于性能测量。LM27762器件的默认输出电压设为±5 V。如果所使用的耳机需要更低的输出电压，可以通过电阻进行调整。

电源必须连接到接头J16。输入电压范围为3.3 V至5.5 V。如图3所示，将跳线放置在接头J19、J21、J15和J18上。

输入和输出连接器输入信号可通过以下方式连接到板上：

•RCA接头(J1和J2）•3.5毫米立体声连接器（J5）•针脚接头（J8）音频输出信号有一个3.5毫米立体声连接器（J6）。

将跳线置于接头J3和J7处，以选择适当的输入连接器。将跳线置于接头J4和J9处，以将输出信号连接至输出连接器，如图4所示。

负载电阻器设计包含以下板载负载电阻：16 Ω、32 Ω、600 Ω和1.2 kΩ。这些电阻可在测量时作为放大器的负载使用。例如，要选择32 Ω负载，如图5所示，在J14引脚处放置跳线以选择负载。

设置输出电压LM27762器件的输出电压可通过更换电阻器R1…R4进行调节。给定电阻值时，输出电压为：

And the negative output voltage：

注意，R2和R4的值必须不小于50 kΩ。

4.原理图及PCB设计

原理图

PCB