为了说明通过G 类音频放大器实现的电池使用时间增加情况，我们的计算均基于如下值：

• P_BATT：电池功率
• V_BATT：电池电源电压
• I_BATT：电池电源电流
• V_DD：DC/DC转换器输出电压
• P_DD：DC/DC转换器输出功率
• V_OUT：负载电压
• R_L：负载阻抗
• P_OUT：负载功耗
• I_OUT：负载电流

    一个标准的AB 类放大器中，电源电流等于输出电流(I_BATT = I_OUT)。使用G 类（降压转换器）时，电源电流（电池）为输出电流的一部分，其以公式I_BATT = I_DD x V_DD/V_BATT表示。

    假设一个放大器，驱动32Ohm负载的200 mVRMS，则负载输出电流为：I_OUT = V_OUT/R_L = 200mVRMS/32Ω= 6.25 mA。假定静态电流为1 mA (IDDQ)，则放大器吸取的总电流为：I_BATT = 7.25 mA。

那么，AB 类放大器吸取的总功率的计算方法如下（假设为一块4.2V 的锂离子即Li-Ion电池）：

P_BATT (Class-AB)= V_BATT x I_BATT = 4.2V x 7.25 mA = 30.45 mW      （ 1）

     就G 类放大器而言，其电压轨均由一个开关式DC/DC 转换器产生，供给功率取决于DC/DC 转换器输出电压和效率。假设DC/DC 转换器输出电压为1.3V，则计算方程式为：

P_DD = V_DD*I_DD = 1.3v * 7.25mA = 9.425 mW                    （2）

总供给功率为DC/DC 转换器输出功率除以DC/DC 转换器效率。假设降压效率为90%，则向G 类放大器提供的总功率为：

P_BATT (Class-G) = P_DD/90% = 11.09 mW                            （3）

这时，相同条件下，相比AB 类放大器，G 类耳机放大器吸取的功率少了约3 倍。功耗的降低程度与V_BATT/V_DD成正比例关系。在我们的举例中，其为(4.2/1.3)*转换器-效率= (4.2/1.3)*0.9 = ~3

电池省电情况如图1 所示。这里，我们使用由一块锂离子电池供电的完全相同的音频输入，对比两个AB 类和G 类耳机放大器。正如我们所观察到的那样，相比AB类放大器（70 小时），G 类耳机放大器的电池使用时间（150小时）长了2 倍多。对使用便携式音频设备的终端用户来说，这就意味着更长的音乐播放时间和通话时间。

图1 电池放电曲线表明G 类放大器比AB 类放大器拥有更长的工作时间

总之，G 类音频放大器拓扑是AB 类拓扑的一种改版，其拥有自适应电源，可随音频源而变化。这种拓扑结构降低了功耗，提高了效率，从而为使用G 类放大器拓扑的耳机带来更长的电池使用时间。

参考文献

• TPA6140A2 G 类放大器的更多详情以及产品说明书的下载和样片订购，请访问: www.ti.com.cn/tpa6140a2。
• 了解所有TI 音频解决方案，请访问：http://ti.com.cn/audio。

作者简介

ShreHarsha Rao现任TI 便携式音频产品营销经理。他毕业于得克萨斯大学(University of Texas)，获电子工程硕士学位。