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D級アンプのブートストラップコンデンサの選定【TPA3220】
デバイス型番：TPA3220DDWRTPA3220DDWR
は
BST1_M – OUT1_M
BST1_P – OUT1_P
BST2_M – OUT2_M
BST2_P – OUT2_P
間に内部NchFET駆動用のブートストラップ用コンデンサとして
33nFの接続が推奨されています。
しかし、セラコン需要の逼迫により推奨値の入手が難しく
定数違い品の使用を検討しています。
本コンデンサはどの範囲の容量が適用可能でしょうか例えば、容量が小さいGRM155B31H223KA12Dなどを代わりに用いることは
可能でしょうか。以上、ご確認お願い致します。
Kaeru001様
CBOOT = 0.033uF(50V)のみのテストしか実施していない為、
他の値で使用した場合の検証結果がないため、容量値の範囲を提示することができません。0.033uFに対して、差異がないように複数個使いしていただく等でご対応いただけませんでしょうか。
一般的な見解にはなりますが、高すぎる値を使用すると、スイッチング中にコンデンサが完全に充電されなくなる可能性があり、
したがって、ゲートドライバはハイサイドFETをオンにすることが困難です。
値が低すぎると、より頻繁な再充電パルスが必要になり、実効最大デューティサイクルが低下する可能性があります。基本的に0.033μFに相当する特性になっている限り問題ないと考えます。
以上、よろしくお願い申し上げます。
FI43101
FI43101様
＞0.033uFに対して、差異がないように複数個使いしていただく等でご対応いただけませんでしょうか。
現状と今後のセラコン供給状況を考慮すると複数個使用することで使用数が増えるのは避けたいです。
よって、GRM155B31H223KA12Dの使用を前提として
添付ファイルの通り検証を行いました。
0.033uF駆動時との差異は見られないため、今回の条件であれば使用可能でしょうか＞値が低すぎると、より頻繁な再充電パルスが必要になり、実効最大デューティサイクルが低下する可能性があります。
TPA3220DDWRでは最大デューティサイクルを制限することで再充電量を確保しているということでしょうか
最大デューティサイクルを制限 = 最大のスピーカ出力電圧を制限 という認識で正しいでしょうか
これが発生すると電圧波形がクリップされることになるかと思います。
音声波形を確認しても今回の使用用途での最大電圧は実験を行った3つのコンデンサすべて
同一(12Vp-p)であったため、本用途にてこの問題は発生していないと判断してよろしいでしょうか以上、ご確認お願いします。
Kaeru001様
データの測定並びに送付ありがとうございます。
１の推奨特性品（GRM2165C1H333GA01）と２の入手可能品（GRM155B31H223KA12D）に波形の差異はないように思われます。
３については、8200pF（33000pFは誤記と思われます。）で波形に差分が認められます。ブートストラップコンデンサは、OUTx_Pの出力段にあるハイサイドFETのOFF時間（ローサイドFETのON時間）でチャージされます。
出力電力が大きくなるとデューティーサイクルが大きくなりますので、試験された条件において12Vp-pが取り出せているということでしたら、3つのコンデンサを使用してデューティーの制限は発生しておらず、電圧クリップも発生していないものと考えられます。データシートの推奨値(33nF)にできるだけ近い値を使用いただいたほうが望ましいため、２のGRM155B31H223KA12Dがよいと考えますが、容量値の誤差±10%に加えて温度変化率が±10%ありますのでこちらも考慮いただければと思います。
加えて、音質の影響についても問題ないようでしたら使用可能と考えます。以上、よろしくお願いいたします。
FI43101
FI43101様
早速のご回答ありがとうございます。
＞３については、8200pF（33000pFは誤記と思われます。）
おっしゃる通りです。失礼しました。結果として実験条件において使用可能とのこと承知しました。
＞出力電力が大きくなるとデューティーサイクルが大きくなりますので、試験された条件において12Vp-pが取り出せているということ＞でしたら、3つのコンデンサを使用してデューティーの制限は発生しておらず、電圧クリップも発生していないものと考えられます。
電圧クリップがない限り、ブートストラップ電圧は最低限確保出来ているとのこと承知しました。
ご確認ありがとうございます。＞GRM155B31H223KA12Dがよいと考えますが、容量値の誤差±10%に加えて温度変化率が±10%ありますので
＞こちらも考慮いただければと思います。
＞加えて、音質の影響についても問題ないようでしたら使用可能と考えます。温度特性についての考慮が必要とのこと承知しました。
GRM155B31H223KA12Dを採用予定なので温度変化を伴う試験にて検証します。
また、音質への影響についても同時に確認します。本件完了です。
ご回答ありがとうございました。
