Class-D-Audioverstärker 100-W-Leistungsverstärker braucht keinen Kühlkörper

Von Kristin Rinortner

Class-D-Audio-Leistungsverstärker kombinieren geringe Größe und Wärmeabgabe, hohe Integration und hervorragende Klangqualität. Ein Class-D-Audioverstärker im Multichip-Modul-Format ermöglicht nun den kühlkörperfreien Betrieb von 100-W-Audioverstärkern.

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Class-D-Verstärker: Multichip-Modul ermöglicht kleine Baugröße, hohe Leistungsdichte und kühlkörperfreien Betrieb.
Class-D-Verstärker: Multichip-Modul ermöglicht kleine Baugröße, hohe Leistungsdichte und kühlkörperfreien Betrieb.
(Bild: Infineon)

Infineon hat mit dem MA5332MS aus der Reihe MERUS ein Multichip-Modul (MCM)-Audioverstärker der Klasse D mit zwei Kanälen und analogem Eingang vorgestellt, der das Potenzial der Leistungs-MOSFETs des Unternehmens voll ausschöpfen soll.

Das Upgrade des Vorgängers bietet die gleiche Ausgangsleistung als monolithische Alternative; ohne Kühlkörper und mit 50 Prozent weniger Platzbedarf.

Mit einer Leistung von 100 bis 400 W/Kanal zielt das MCM auf Consumer-Produkte wie integrierte Heimkinos, Soundbars, Subwoofer und Mini-Komponenten-Systeme. Es eignet sich auch gut für professionelle Anwendungen wie Aktivlautsprecher, aktive Studiomonitore, Gitarrenverstärker, Aftermarket- und Schiffs-Audioverstärker.

Merus-Audio-Chip: 100 W an 4 Ω ohne Kühlkörper

Das MCM kommt in einem 7 mm x 7 mm großen 42-Pin-QFN-Gehäuse, enthält einen Zweikanal-PWM-Controller, einen Hochspannungs-Gate-Treiber und vier MOSFETs mit niedrigem RDS(ON). Dank seiner Class-D-Ausgangsstufe mit einem RDS(on) von 24,4 mΩ liefert es ohne Kühlkörper 2 x 100 W an 4 Ω oder mit einem kleinen Kühlkörper (8°C/W) 2 x 200 W an 4 Ω. Im Vergleich zu anderen Single-Chip-Lösungen ist dies eine erheblich reduzierte Größe.

Der Baustein bietet Optionen für differenzielle oder unsymmetrische Eingangs- und mehrere Ausgangskonfigurationen, Single-Ended (2x SE), Bridge-Tied Load (BTL) und Parallel Single-Ended (PSE), unter Verwendung eines einzelnen oder geteilten Netzteils. Die Aktivierung einer SE-Topologie als Alternative zu BTL reduziert die Buskondensatoren und die Tiefpassfilter am Ausgang.

Integrierte Schutzschaltungen

Im Chip integriert sind Schutzschaltungen gegen Überstrom, Übertemperatur und Unterspannung mit Selbstrückstellfunktion. Diese On-Chip-Schutzschaltung spart Zeit für das Design externer Schutzschaltungen. Darüber hinaus sorgt ein neues internes Logikschema zur Steuerung des Soft Starts für weniger Klick- und Pop-Geräusche.

Fazit: Das MCM reduziert Materialkosten und den Aufwand für das Wärmemanagement, bietet mehr Platz für das (industrielle) Design und soll sich auch durch einen guten Wirkungsgrad (95 %) und geringe Ausgangsverzerrungen auszeichnen. Top-Leistung und hervorragender Klang im Miniaturformat. Der Class-D-Audioverstärker kann ab sofort in einem PG-IQFN-42-Gehäuse bestellt werden. Eval-Boards und Simulationstools sind verfügbar.

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