随着汽车油耗标准的不断提高(根据美国环境保护署的规定，每加仑汽油的行驶里程需要在2026年提高到40英里)，汽车音响设计师面临的挑战是如何提供身临其境的音频体验，减轻车辆重量，提高整体效率。

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如果需要设计汽车外部放大器，音频系统架构可以通过增加输出功率、使用更高阻抗的扬声器和H控制来升级，从而增强用户体验。本文将详细介绍每种方法，包括这些方法对音频系统重量和性能的影响。

使用更高的电源电压和更高的输出电流来支持更高的输出功率

除了原始设备制造商 (OEM) 除了减轻车辆重量外，消费者还希望获得出色的音频性能，并在车内享受身临其境的音频体验。为了开发能带来这种体验的系统，设计师喜欢集成性能更强的低音炮：它们可以继续输出震耳欲聋的低音，并提供更大的动态范围（分贝测量的最低和最高之间的差异）。

为了增加动态范围和输出功率，可以考虑增加输入电源电压。表1显示，为了在扬声器阻抗增加时保持75W输出功率所需的电源电压和输出电流值。

表1 各通道需求(相同功率)之间的关系

输出功率相同

输出功率 (W)

75

75

75

扬声器阻抗 (?)

2

4

8

电源电压 (V)

20

26

36

输出电流 (A)

8.7

6.1

4.4

表2显示了增加功率需求与电源电压/输出电流的相关性。在这种情况下，为了提高输出功率，需要在相同的扬声器阻抗下增加电源电压和输出电流。

表2 各通道需求之间的关系(增加功率)

输出功率增加 (4?)

输出功率增加 (8?)

输出功率 (W)

75

100

120

75

100

120

扬声器阻抗 (?)

4

4

4

8

8

8

电源电压 (V)

26

31

34

36

42

45

输出电流 (A)

6.1

7.1

7.8

4.4

5.0

5.5

为什么高阻抗扬声器能减轻整体重量？

如表1所示，使用高阻抗扬声器的一个优点是，在保持相同输出功率的同时，输出电流显著下降。此外，由于所需输出电流的降低，铜线的相对尺寸(直径)也可以降低。例如，在相同的输出功率下，与4Ω或2Ω与扬声器相比，8Ω直径较小的铜线可用于扬声器，有助于减轻音频电缆的重量。图1中显示的简化安装图显示了一个六扬声器汽车音频系统。每扇门都有一个中音扬声器，后面有两个额外的扬声器。大约76英尺的铜线连接所有扬声器。

图1 连接典型的六扬声器汽车音频系统所需的铜线长度

增加扬声器阻抗的一个好处是可以降低电缆直径。此外，将所有扬声器连接到音频外放大器的布线通常非常轻，因此可以真正减轻音频系统的整体重量。

实施H控制，优化系统效率，进一步减轻重量

，在传统的音频系统中，为了提供音频负载所需的峰值功率，所有扬声器的音频放大器的电源电压通常被标记为PVDD）设置为所需的最高电压。

图4 不使用 H 减少整体功率损失

为了进一步说明这一点，让我们看一下TAS6584-Q音频放大器和LM5123-Q启用和禁用1升压控制器电源 H 类控制时的热像仪图像，并比较其热特性。 5 展示了 H 如何显著降低类控制的总热负荷？

，H 提高类控制效率(通过降低功率损耗)有助于降低热负荷，从而选择较小的散热器来释放内部热量。

图5 不采用和采用 H 控制时的温度对比

表4 LM15123-Q1 和 TAS6584-Q1 热成像温度比较表

波形

配置

LM5123 MOSFET 温度 (°C)

TAS6584-Q1 电感器温度 (°C)

1kHZ 900ms 1/8功率，100ms 全功率

采用H类

56.6°TI芯片C

56.4°C

不采用H类

76.7°C

76.2°C

差异

20.1°C

19.8°C

结语

希望本文清楚地介绍了如何使用更高阻抗的扬声器和实施 H 类控制可以帮助您开发更轻的音频系统，以及如何将外部放大器转换为延长车辆范围。这将帮助您在整体音频设计中添加更多的扬声器通道，并为现有的汽车扬声器增加每个通道的整体平均输出功率。