TPA6138A2PWR 产品概述

一、概述

TPA6138A2PWR 是德州仪器（TI）推出的一款高性能双声道 AB 类音频功率放大器，专为便携式和低电压供电的音频输出应用设计。器件在 3.0 V 至 3.6 V 工作电压范围内可提供高保真的立体声音频驱动能力，典型输出能力为 40 mW × 2（于 32 Ω 负载），同时保持极低失真与噪声，适合耳机、便携音箱、移动终端等场景。

二、主要性能指标

• 功放类型：AB 类功放
• 声道数：双声道（立体声）
• 输出功率：40 mW × 2 @ 32 Ω（额定）
• 工作电压：3.0 V ~ 3.6 V
• 总谐波失真加噪声（THD+N）：0.01%（典型）
• 静态电流（Iq）：约 14 mA（静态/待机工作电流）
• 工作温度范围：-40 ℃ ~ +85 ℃
• 信噪比（SNR）：96 dB
• 输入类型：差分输入，2 对差分输入通道
• 电源纹波抑制比（PSRR）：80 dB
• 封装：14 引脚 TSSOP（型号：TPA6138A2PWR）
• 品牌：TI（德州仪器）

三、器件优势与特性说明

1. 低失真与高保真输出：THD+N 仅 0.01%，在听感上可提供极低的失真，使声音细节与动态保持良好，适合对音质有较高要求的消费类产品。
2. 高信噪比：96 dB 的 SNR 提高了系统的动态范围，背景噪声低，音质纯净。
3. 差分输入结构：差分输入能有效抑制共模噪声和干扰，增强系统抗干扰能力；对与音频 CODEC、差分线缆或模拟前端直接对接尤为便利。
4. 优秀的电源抑制性能：PSRR 达到 80 dB，可将电源纹波和干扰对输出的影响降到最低，便于在电源环境不完全洁净的便携设备中使用。
5. 低电压驱动与合理功耗：3.0–3.6 V 的工作电压匹配常见的单节或多节锂电池系统；静态电流约 14 mA 在保持音质的同时兼顾电池寿命。

四、典型应用场景

• 蓝牙耳机、蓝牙音箱与便携式多媒体扬声器
• 手机、平板或手持设备的耳机驱动输出
• 车载信息娱乐系统中对低压供电音频通道的二级放大
• 便携式医疗或专业便携监听设备的音频输出级

五、封装、热管理与可靠性

TPA6138A2PWR 采用 14 引脚 TSSOP 封装，适合自动化贴装的消费电子生产工艺。尽管功耗不高，但在连续较大功率输出或高环境温度下仍需考虑 PCB 散热路径的设计：采用较宽的电源与地平面、必要时在功率引脚周围布置散热铜箔，并保证器件周围有足够的自由空间以利散热。工作温度范围覆盖 -40 ℃ 至 +85 ℃，满足工业级和消费级多数使用环境要求。

六、PCB 布局与电源设计建议

• 电源去耦：靠近 VCC 引脚放置低 ESR 陶瓷去耦电容（如 1 μF~10 μF），并辅以 0.1 μF 高频旁路，缩短引脚至电容的走线长度。
• 接地处理：采用单点或局部星形接地策略，模拟地与数字地应在 PCB 层之间合理分离并在靠近放大器处汇合，避免地环路产生噪声。
• 差分输入走线：保持差分对走线长度匹配与阻抗一致，尽量靠近放大器端屏蔽噪声。
• 电源滤波：若系统电源噪声较大，可在电源输入处加 LC 或 RC 滤波以配合器件良好的 PSRR，进一步降低输出纹波。
• 输入保护：若有可能出现高电平或静电冲击，建议在差分输入端加入适当限幅或 ESD 保护措施（注意不影响音频带宽与失真）。

七、选型与集成建议

在需要在低电压平台上实现高保真双声道输出时，TPA6138A2PWR 是一个平衡音质、功耗与抗干扰能力的合适选择。若系统对静态功耗有更严格限制，可评估是否采用带掉电/待机功能的替代器件；若需要更大输出功率或扬声器直驱能力，可选择功率更高的 Class-AB 或 Class-D 器件。集成时建议与差分输出的音频源（如差分 DAC 或 Codec）直接耦合，以充分发挥差分输入的噪声抑制优势。