Описание проекта
Клиент — разработчик автомобильных аудиосистем из Южного Китая, поставляет 4×65W усилители класса D для автопроизводителей. Исходное решение с универсальным аудиотрансформатором показывало высокие гармонические искажения при питании 12.8V и полной выходной мощности, особенно заметные в низкочастотном диапазоне, а также переходные искажения из-за насыщения магнитопровода при холодном запуске при -40°C.
Технические задачи
- Компактное пространство в автомобиле: трансформатор должен вписываться в существующую компоновку PCB, высота не более 24мм;
- Рабочий диапазон температур от -40°C до +105°C с контролируемым дрейфом магнитных свойств;
- Требуется выдержать испытания напряжением свыше 1500В, вибрационные и температурные циклы по стандартам автомобильной электроники;
- Сжатые сроки проекта: всего 8 недель от утверждения до серийного производства.
Наше решение
Вместо исходной кремниевой стали применили магнитопровод из пермаллоя с высокой магнитной проницаемостью, пересчитали соотношение витков и межслойную структуру, а в процессе вакуумной пропитки использовали высокотемпературную смолу:
- Соотношение витков пересчитано под кривую усиления усилителя клиента, с запасом 30% по магнитной индукции в низкочастотном диапазоне;
- Секционированная намотка + двойная изоляционная лента снизили межслойную ёмкость примерно на 25%, улучшив фазовые характеристики в высокочастотном диапазоне;
- Металлический экранирующий корпус с заземлением подавляет помехи от ключей усилителя;
- Первые образцы изготовлены за 3 дня, после стендовых испытаний у клиента запущена мелкосерийная партия.
Результаты
- Общие гармонические искажения при полной мощности снижены с 0,8% до менее 0,15%, особенно заметно улучшение в низкочастотном диапазоне;
- При холодном запуске -40°C нет насыщения магнитопровода, после 500 температурных циклов дрейф индуктивности менее 3%;
- Все испытания напряжением пройдены: 1500В/1мин, поставлено 80 000 шт., уровень брака менее 0,3‰;
- Клиент также перевёл на эту серию другой сабвуферный усилитель на той же платформе.