在便攜式音頻設(shè)備風(fēng)靡的今天，設(shè)計(jì)師們始終在有限的電池電壓（5V或單節(jié)鋰電池）框架內(nèi)，與三個(gè)核心痛點(diǎn)博弈：如何不依賴笨重的升壓電感，就讓小設(shè)備爆發(fā)出足夠響亮的音量？如何在追求高響度的同時(shí)，確保脆弱的喇叭不因過(guò)載而損壞？又如何在電池電量將盡、內(nèi)阻增大時(shí)，避免設(shè)備突然“罷工”關(guān)機(jī)？

功率與效率的博弈：傳統(tǒng)5V供電，輸出功率天花板觸手可及。外置升壓電路雖能提升電壓，卻以增加成本、PCB面積和功耗為代價(jià)。

音量與安全的矛盾：盲目提升增益以求響亮，極易導(dǎo)致信號(hào)削波產(chǎn)生刺耳“破音”，更可能因瞬間過(guò)功率而燒毀喇叭音圈，可靠性存疑。

系統(tǒng)穩(wěn)定性的隱憂：當(dāng)電池老化或處于低電量時(shí)，其內(nèi)阻陡增。若功放瞬間抽取大電流，會(huì)導(dǎo)致電池電壓驟降，可能引發(fā)主控系統(tǒng)復(fù)位甚至意外關(guān)機(jī)，體驗(yàn)極差。

拓爾微電子推出的 TMS8931 —— 一款4.5W單聲道Class G音頻功放芯片，正是為解決這些系統(tǒng)性難題而生。它不只提供功率，更提供了一套完整的“高響度、高可靠”音頻解決方案。

▲TMS8931 原理圖

針對(duì)這些普遍痛點(diǎn)，拓爾微電子全新推出的TMS8931 —— 一款4.5W單聲道Class G音頻功放芯片，正是為解決這些系統(tǒng)性難題而生。它不只提供功率，更提供了一套完整的“高響度、高可靠”音頻解決方案。

Class G電荷泵：無(wú)需電感的高效升壓引擎

市場(chǎng)痛點(diǎn)：在5V或單節(jié)鋰電池供電的苛刻條件下，傳統(tǒng)D類功放的輸出功率存在理論天花板，難以驅(qū)動(dòng)喇叭實(shí)現(xiàn)震撼響度。外置升壓電感方案則增加了成本、功耗和寶貴的PCB面積。

TMS8931技術(shù)價(jià)值：集成基于電荷泵的Class G架構(gòu)，是破局關(guān)鍵。小信號(hào)時(shí)，芯片直接由電池供電，靜態(tài)電流低至2.8mA，極致節(jié)能；當(dāng)需要大功率輸出時(shí)，內(nèi)置電荷泵在20μs內(nèi)啟動(dòng)，將內(nèi)部功率電源（PVDD）升至約6.3V，從而在5V輸入、4Ω負(fù)載下輸出高達(dá)4.5W的功率。其核心價(jià)值在于，在顯著提升輸出能力的同時(shí)，完全省去了外部電感，實(shí)現(xiàn)了高功率、高效率與極小布板面積的完美統(tǒng)一。

APC自適應(yīng)防破音 + 三檔可設(shè)功率：喇叭的雙重智能保鏢

市場(chǎng)痛點(diǎn)：提升響度最粗暴的方法是增加增益，但這極易導(dǎo)致音頻信號(hào)削波（破音），產(chǎn)生刺耳失真，長(zhǎng)期更會(huì)因瞬間功率過(guò)載而損壞喇叭音圈，可靠性風(fēng)險(xiǎn)高。

TMS8931技術(shù)價(jià)值：芯片提供了軟硬件結(jié)合的雙重保護(hù)。APC（自適應(yīng)PWM控制） 功能在檢測(cè)到信號(hào)即將削波時(shí)，能在一個(gè)周期內(nèi)快速限制輸出功率，消除可聞破音。硬件上支持三檔最大輸出功率可調(diào)，允許開(kāi)發(fā)者根據(jù)所選喇叭的額定功率，在芯片端設(shè)置一個(gè)絕對(duì)安全上限，從根源上杜絕過(guò)載損壞。這使得設(shè)計(jì)師能大膽追求最佳聽(tīng)感，而無(wú)后顧之憂。

電池電壓追蹤：低電量系統(tǒng)的“鎮(zhèn)定劑”

市場(chǎng)痛點(diǎn)：當(dāng)設(shè)備電池電量偏低時(shí)，其內(nèi)阻會(huì)增大。若此時(shí)功放突然播放大動(dòng)態(tài)音樂(lè)，瞬間的大電流需求會(huì)導(dǎo)致電池電壓暴跌，極易引發(fā)主控系統(tǒng)復(fù)位或異常關(guān)機(jī)，造成糟糕的用戶體驗(yàn)。

TMS8931技術(shù)價(jià)值：芯片集成電池電壓追蹤功能，實(shí)時(shí)監(jiān)控供電電壓（VDD）。當(dāng)電壓偏低時(shí)，芯片會(huì)自動(dòng)、平滑地限制最大輸出功率，防止因自身工作而拉垮系統(tǒng)電壓。這徹底解決了便攜設(shè)備在低電量時(shí)聲音卡頓或突然關(guān)機(jī)的頑疾，極大增強(qiáng)了系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性與用戶體驗(yàn)。

快速啟停與可調(diào)軟啟動(dòng)：聽(tīng)感的“凈化器”

市場(chǎng)痛點(diǎn)：功放芯片在開(kāi)關(guān)機(jī)瞬間，由于偏置電壓的突變，容易產(chǎn)生“噗噗”（Pop-Click）的沖擊噪聲，嚴(yán)重影響聽(tīng)感品質(zhì)和產(chǎn)品的高級(jí)感。

TMS8931技術(shù)價(jià)值：芯片內(nèi)置快速Fade-in/Fade-out電路。在開(kāi)關(guān)機(jī)時(shí)，能對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行約2ms的平滑淡入淡出控制。這能有效抑制開(kāi)關(guān)機(jī)過(guò)程中的沖擊電流，實(shí)現(xiàn)安靜、順滑的啟停體驗(yàn)，杜絕了令人不快的噪聲。

全面的保護(hù)與卓越的音頻性能：高可靠性的基石

市場(chǎng)痛點(diǎn)：便攜設(shè)備使用環(huán)境復(fù)雜，面臨著靜電、短路、過(guò)熱等潛在風(fēng)險(xiǎn)，需要芯片具備強(qiáng)大的自我保護(hù)能力。同時(shí)，基礎(chǔ)音頻性能（失真、噪聲）的優(yōu)劣直接決定了音質(zhì)的下限。

TMS8931技術(shù)價(jià)值：芯片集成了輸出對(duì)電源/地短路保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)、欠壓鎖定（UVLO）等多重保護(hù)機(jī)制，ESD等級(jí)高達(dá)4kV/5000V HBM，提供了堅(jiān)如磐石的可靠性。在音質(zhì)層面，其THD+N（總諧波失真加噪聲）低至0.035%，輸出底噪僅為129μV@26dB增益，確保了純凈、高保真的聲音起點(diǎn)，為優(yōu)質(zhì)音頻體驗(yàn)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

拓爾方案TMS8931與市場(chǎng)傳統(tǒng)方案對(duì)比總結(jié):

產(chǎn)品特點(diǎn)

? 最大輸出功率4.5W：4.5W@RL=4Ω/10%THD

? 三檔最大輸出功率用戶可設(shè)定匹配不同的喇叭

? 默認(rèn)基于APC（Adaptive PWM Control）技術(shù)的防破音輸出

? 內(nèi)置電荷泵升壓，無(wú)需電感

? G類工作模式（電荷泵自動(dòng)控制）

? D 或者AB雙模輸出（TMS8931）

? 電池電壓追蹤以限制最大輸出功率

? 支持單端或者差分輸入

? 2.8V~5.5V工作電壓范圍

? 內(nèi)置快速的Fade-in/Fade-out

? 4kV HBM ESD

? 輸出對(duì)輸出， 輸出對(duì)VDD， 輸出對(duì)GND短路保護(hù)

? 過(guò)溫保護(hù)

? TMS8931/ESSOP-10L

拓爾微TMS8931，不僅是一顆高性能的4.5W D類音頻功放，更是一套為現(xiàn)代便攜與適配器供電設(shè)備量身定制的高可靠性音頻系統(tǒng)解決方案。它創(chuàng)新性地融合了 Class G電荷泵 以突破低壓功率瓶頸，通過(guò) APC防破音 與 可設(shè)功率 雙重機(jī)制守護(hù)喇叭安全，并憑借 電池電壓追蹤 與 可調(diào)軟啟動(dòng) 功能，系統(tǒng)性解決了設(shè)備在“低電量工作”與“上電瞬間”兩大關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)定性難題。其卓越的音頻性能（THD+N低至0.035%）、全面的保護(hù)機(jī)制以及極簡(jiǎn)的外圍需求，使工程師能夠以更低的系統(tǒng)復(fù)雜度和成本，打造出聲音更響亮、聽(tīng)感更純凈、運(yùn)行更可靠的產(chǎn)品。TMS8931重新定義了緊湊型設(shè)備音頻系統(tǒng)的價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)，是追求卓越用戶體驗(yàn)與差異化競(jìng)爭(zhēng)力的理想選擇。

審核編輯 黃宇