Ringkasan
TPA2013D1 adalah power amplifier audio Class-D efisiensi tinggi dengan boost converter terintegrasi. Perangkat ini dapat menggerakkan speaker 4-Ω hingga 2,7 W (pada 10% THD+N) dari suplai 3,6 V, dan speaker 8-Ω hingga 2,2 W. Boost converter internal menghasilkan tegangan rel untuk amplifier Class-D, sehingga output audio lebih keras dibandingkan amplifier yang dihubungkan langsung ke baterai, dan kenyaringan tetap konsisten meskipun tegangan baterai berubah.
Boost converter juga dapat digunakan untuk menyuplai perangkat eksternal. Amplifier ini memiliki filter low-pass terintegrasi pada input untuk meningkatkan penolakan RF dan mengurangi noise di luar pita, sehingga meningkatkan rasio signal-to-noise (SNR). PLL internal menyinkronkan frekuensi switching boost converter dan Class-D, menghilangkan frekuensi beat dan meningkatkan kualitas audio.
Penguatan dapat dipilih dari tiga nilai tetap: 2 V/V, 6 V/V, dan 10 V/V. Semua output dilindungi terhadap hubung singkat ke ground, ke suplai, dan antar-output. TPA2013D1 tersedia dalam paket WCSP 16-ball 2,275 mm × 2,275 mm dan QFN 20-lead 4 mm × 4 mm.
Perangkat ini cocok untuk aplikasi portabel seperti ponsel, PDA, dan GPS yang membutuhkan output audio kencang dari baterai bertegangan rendah.
Fitur utama
- Boost converter terintegrasi dengan efisiensi di atas 90%
- Menghasilkan 2,2 W ke beban 8-Ω dari suplai 3,6 V
- Menghasilkan 2,7 W ke beban 4-Ω dari suplai 3,6 V
- Beroperasi dari tegangan 1,8 V hingga 5,5 V
- Amplifier Class-D efisien memperpanjang umur baterai
- Shutdown independen untuk boost converter dan amplifier Class-D
- Input diferensial mengurangi noise common-mode RF
- Filter low-pass input terintegrasi mengurangi sensitivitas noise RF dan out-of-band
- Boost dan Class-D tersinkronisasi menghilangkan frekuensi beat
- Proteksi termal dan hubung singkat
- Tiga pengaturan gain yang dapat dipilih: 2 V/V, 6 V/V, dan 10 V/V
Spesifikasi utama
| Parameter | Nilai | Kondisi |
|---|---|---|
| Tegangan suplai operasi | 1.8 - 5.5 V | Rentang yang direkomendasikanhlm. 4 |
| Tegangan suplai absolut maksimum | -0.3 - 6 V | Absolute maximum ratingshlm. 4 |
| Daya output ke beban 4-Ω | 2.7 W | VDD = 3.6 V, THD+N = 10%hlm. 1 |
| Daya output ke beban 8-Ω | 2.2 W | VDD = 3.6 Vhlm. 1 |
| Efisiensi boost converter | >90 % | Efisiensi tinggihlm. 1 |
| Efisiensi tipikal amplifier Class-D | 85 % | Saat memutar audiohlm. 1 |
| Tegangan input high (VIH) | 1.3 V | SDb, SDdhlm. 4 |
| Tegangan input low (VIL) | 0.35 V | SDb, SDdhlm. 4 |
| Suhu operasi free-air | -40 - 85 °C | TAhlm. 4 |
| Suhu junction operasi | -40 - 150 °C | TJhlm. 4 |
| Resistansi termal junction-to-ambient (RθJA) | 34 (VQFN), 70.6 (DSBGA) °C/W | Paket 20-pin dan 16-pinhlm. 4 |
| ESD rating HBM | ±4000 V | Human-body modelhlm. 4 |
Nilai diambil dari datasheet; “hlm.” menunjuk halaman datasheet tempat angka itu tertulis.
Pinout TPA2013D1YZHR
VQFN 15 pin
| Pin | Nama | Fungsi |
|---|---|---|
| 1 | VDD | Supply voltagehlm. 3 |
| 2 | VCCFB | Voltage feedbackhlm. 3 |
| 3 | GAIN | Gain selection pinhlm. 3 |
| 4 | AGND | Analog ground – connect all GND pins togetherhlm. 3 |
| 5 | SDd | Shutdown terminal for the Class D Amplifierhlm. 3 |
| 6 | SDb | Shutdown terminal for the Boost Converterhlm. 3 |
| 7 | IN– | Negative audio inputhlm. 3 |
| 8 | IN+ | Positive audio inputhlm. 3 |
| 9, 10, 20 | PGND | Power ground – connect all GND pins togetherhlm. 3 |
| 11, 12 | VOUT– | Negative audio outputhlm. 3 |
| 13, 14, 15 | VOUT+ | Positive audio outputhlm. 3 |
| 16 | VCCIN | Class-D audio power amplifier voltage supply – connect to VCCOUThlm. 3 |
| 17 | VCCOUT | Boost converter output – connect to VCCINhlm. 3 |
| 18, 19 | SW | Boost and rectifying switch inputhlm. 3 |
| Thermal Pad | Die Pad | Solder the thermal pad on the bottom of the QFN package to the GND plane of the PCB. It is required for mechanical stability and enhances thermal performance.hlm. 3 |
DSBGA 16 pin
| Pin | Nama | Fungsi |
|---|---|---|
| A1 | VCCIN | Class-D audio power amplifier voltage supply – connect to VCCOUThlm. 3 |
| A2 | VCCOUT | Boost converter output – connect to VCCINhlm. 3 |
| A3 | SW | Boost and rectifying switch inputhlm. 3 |
| A4 | PGND | Power ground – connect all GND pins togetherhlm. 3 |
| B1 | VOUT+ | Positive audio outputhlm. 3 |
| B2 | GAIN | Gain selection pinhlm. 3 |
| B3 | VCCFB | Voltage feedbackhlm. 3 |
| B4 | VDD | Supply voltagehlm. 3 |
| C1 | VOUT– | Negative audio outputhlm. 3 |
| C2 | PGND | Power ground – connect all GND pins togetherhlm. 3 |
| C3 | SDd | Shutdown terminal for the Class D Amplifierhlm. 3 |
| C4 | AGND | Analog ground – connect all GND pins togetherhlm. 3 |
| D1 | PGND | Power ground – connect all GND pins togetherhlm. 3 |
| D2 | IN+ | Positive audio inputhlm. 3 |
| D3 | IN– | Negative audio inputhlm. 3 |
| D4 | SDb | Shutdown terminal for the Boost Converterhlm. 3 |
Catatan desain PCB
- Untuk melewati boost converter dan memberi daya amplifier Class-D langsung dari baterai, pasang dioda Schottky antara pin SW dan VCCIN. Pilih dioda dengan rating arus maju rata-rata minimal 1 A, tegangan breakdown reverse 10 V atau lebih, dan tegangan maju sekecil mungkin.hlm. 22
- Jangan mengonfigurasi rangkaian untuk melewati boost converter jika VDD lebih tinggi dari VCC saat boost converter aktif (SDb ≥ 1,3 V); VDD harus lebih rendah dari VCC untuk operasi yang benar.hlm. 22
- Jika desain gagal dalam uji emisi radiasi tanpa filter LC dan rangkaian sensitif frekuensi berada di atas 1 MHz, filter ferrite bead dapat digunakan. Pilih ferrite bead dengan impedansi tinggi pada frekuensi tinggi dan impedansi sangat rendah pada frekuensi rendah, serta rating arus yang memadai untuk mencegah distorsi sinyal output.hlm. 15
- Gunakan filter output LC jika ada rangkaian sensitif EMI frekuensi rendah (< 1 MHz) dan/atau kabel panjang dari amplifier ke speaker.hlm. 15
- Untuk lingkungan bising seperti handset nirkabel, gunakan input diferensial pada TPA2013D1 untuk memastikan penolakan noise maksimum.hlm. 14
Kemasan
Contoh pemakaian
- Ponsel (cell phones)
- PDA
- GPS
- Perangkat elektronik portabel
Sumber data
Disusun dari datasheet resmi Texas Instruments (buka PDF). Ringkasan ditulis dengan bantuan AI, lalu setiap angka dan nama pin dicocokkan otomatis ke teks datasheet; yang tidak ditemukan di datasheet dibuang. Terakhir diperiksa 22 Oktober 2026. Untuk desain akhir, tetap rujuk datasheet asli.