准HIFI小功放-TPA3255方案支持蓝牙LDAC

简介

家里客厅里一直在用比较老的6P3p单端，功率小音质也很一般。
当年高烧的时候做了不少A类AB类、还有各种6p14 300B之类的胆机，后面退烧都送人了。现在准备做个稍微好一点的，让老胆机退休。
之前开源了个TPA3126方案的D类小功放，在书房听了段时间感觉D类功放音质也是相当可以。
于是翻了下选型，准备用3255来做。这颗芯片指标很高，功率也相当大，最大btl输出2X300W。 推客厅一对6.5寸箱子轻轻松松，当然一般正常使用功率很难超过50W，thd+n也可以接受。

PS：有不少朋友问我是否有交流群，之前一是有点懒，二是N年没有用QQ了，微信群二维码不能长时间有效于是一直拖到现在。前些天启用了N年没用的QQ建了个群，有兴趣可以进群交流。
群号：116977945。

项目功能

1、电源输入：交流220V，内置48V开关电源
2、音频输入：RCA、蓝牙5.1 LDAC、USB
3、功率芯片：TPA3255 BTL模式
4、输出功率：100Wx2(4R),谐波失真<0.1%

物料链接

1、机箱链接：https://item.taobao.com/item.htm?id=646116107002
2、蓝牙模块：https://item.taobao.com/item.htm?id=618436212251 （I2S输出，支持LDAC）
3、开关电源：https://item.taobao.com/item.htm?id=731012830778
4、散热片 ：https://item.taobao.com/item.htm?id=610237060534

设计方案

本地设计原则还是够用就行。尽量不使用昂贵离谱的器件。
1、供电采用48V开关电源，但是由于3255发热巨大，个人建议使用40V以下好一点。
2、蓝牙模块采用QCC5125，DAC采用ES9023。支持LDAC，支持usb输入(蓝牙支持24bit 96khz，usb只支持16bit 48khz，聊胜于无吧。)
3、TPA3255芯片，BTL模式。芯片支持300Wx2。考虑到thd+n，本设计输出在不大于100Wx2.
5、前级放大单端转差分依旧采用普通运放反相一次。虽然有瑕疵，不过问题不大。
6、TI官方有个文档说可以增加pffb来降低总谐波失真，不过不嫌麻烦我就不加了。

电源方案

1、高压Buck采用LMR36520F，降压到15V。
2、模拟12V和5V供电由LM317获得，LM317性能相对不错价格也便宜。主打一个性价比。
3、其他3V电源都是微盟的ME6231。
4、前级运放单电源供电12V，过一级LC。
5、3255的VDD非常重要，要过一级LC或RC供电。
6、PVCC每边留了两颗2200uf，我实际焊了1000uf高频低阻。

上下电控制

TI的数字功放芯片大部分都会存在pop问题，我之前开源中也提到过，最根本原因还是输入信号不匹配造成的。主要的方法无非就几点：
1、减小输入电容；2、降低增益；3、控制输出通断；4、控制芯片上下电时序。

本次设计依旧主要采用控制上下电复位来控制pop。如下图，采用比较器方式，TL431作基准电压，检测PVCC电压跌落控制3255 RST来消除开关机POP。两颗mos主要是为了整形和加速。

前级放大

前级单端转差分如下，有瑕疵但是也可以接受。有高要求可以使用DRV135，以前测过相当不错。
运放我用的OPA2604，听几天看看效果怎么样。也可以使用常规的5532或者其他更高端的运放，不过相差是很小的。
放大倍数我实际贴的2倍（10K 20K 15pf），已经足够用。

其他

1、散热片和芯片之间垫一层3.5mm导热垫。 10uf和1uf高压mlcc要用高温胶带贴一下，避免接触到散热片短路。
2、电源供电建议使用≤40V避免芯片发热太大，当然现在这个散热片48V也压得住。我自己也用的48V。
3、差分耦合电容我用了ELNA 10uf无极，输入是1uf wima。电源电容基本都是普通的红宝石铝电解。PVCC电容要选高频低阻的！这点非常重要！
4、主板和接口板之间的连线一共有4根，长度在25cm即可。
a>RCA音频输入线是2.0mm 屏蔽音频线；
b>RCA/AUX切换是2pin 1.25mm线；
c>USB线是4pin 1.25mm线，普通排线即可，当然能双绞更好。
d>蓝牙天线使用双头ipex同轴线。
5、指示灯：左边红灯电源指示/rca输入指示，红蓝同时亮是蓝牙/USB模式。右边红灯为蓝牙指示灯，蓝为usb指示。

实物图

图1：主板图

图2：正面

图3：背面

图3：LP唱机拉出来听听

图5：打开蓝牙LDAC

组装相关事项

1、为方便走线，主板与后面板连接线可以用胶布捆起来
2、主板直接插入外壳结构中间卡位的第一档，锁紧前面板螺丝
3、开关电源可以直接用螺丝锁在结构外壳底部，前文链接的螺丝空位可以严丝合缝
4、喇叭输出线和主板电源线插口均为3.96mm接插件，线缆尽量粗。我用的是16awg的线缆（参考购买链接https://item.taobao.com/item.htm?id=841209703655 ）
5、后面板共3块小板，喇叭板可以直接用接线柱螺帽锁紧即可。rca小板利用rca接插件上螺丝锁死。usb天线小板需要利用sma天线螺帽锁紧，另外将小板插入外壳结构中间卡位的第一档

图6：主板连接线

图7：前面板安装

图7：后面板1

图8：后面板2

图9：内部