除了車載收音機和車載音響，還有車內外的各種聲音。比如打開轉彎指示燈，汽車會發出“嘀嗒，嘀嗒”的轉彎提示聲。此外，當避免碰撞的制動系統啟動時，會發出警告聲，這也是ADAS的功能之壹。最近，當行人接近車輛時，xEV等機動車輛配備了聲學車輛警告系統(AVAS)。此外，汽車還會發出其他各種聲音，比如啟動發動機時的歡迎辭，ETC的提示音等等。
圖1。多功能車輛儀表板所需的各種聲音
上面說的轉向提示音，以前是機械繼電器的開關聲，電子化後，即使不使用繼電器，揚聲器也會有聲音傳來。這只是我們如何從聲音中獲取重要信息的壹個例子。未來隨著AI或者自動駕駛技術的發展，對人車雙向交流會有更高的要求。所以聲音作為促進雙向交流的工具之壹，應該會進壹步增加存在感。
1.揚聲器系統的組成
輸出上述ADAS和AVAS聲音的系統可以大致分為使用蜂鳴器的系統和使用揚聲器的系統。前者雖然成本很低，但能玩的頻率有限。後者和音響設備壹樣，可以在更寬的頻段播放。長期以來，駕駛艙周圍需要的只是轉向燈和蜂鳴器，不需要多樣化的聲音。但是現在，由於駕駛艙周圍需要的聲音多樣化，沒有揚聲器就無法配置系統。
因此，揚聲器放大器IC變得必不可少。揚聲器放大器IC用於放大SoC(系統？開？答？芯片)等，使電流流向揚聲器實現驅動IC。語音信號格式有兩種，壹種是輸入正弦波等模擬信號的模擬輸入型，壹種是使用I2S等數字音頻格式的數字輸入型，需要根據應用系統的不同而有所區別。另外，揚聲器放大器IC的輸出方式大致可以分為AB類放大器和D類放大器。雖然AB類放大器的功率轉換效率低，IC發熱嚴重，但它的優點是不會產生不必要的輻射。D類放大器雖然功率轉換效率高，IC發熱少，但會產生不必要的輻射，所以需要在輸出端配置LC濾波器。因此，通常在允許的熱值範圍內使用AB類放大器；當需要大輸出功率且不允許發熱時，使用D類放大器。
2.揚聲器放大器的話題
無論采用何種輸出方式，汽車揚聲器放大器都必須具有高可靠性、高功率輸出(大音量)和安全性。可靠性的重要性毋庸置疑，但是大功率輸出和安全性是有取舍的，很難兩者兼得。要實現大功率輸出，就要讓大電流流向揚聲器，相當於增加了IC輸出晶體管的尺寸。然而，如果輸出晶體管的尺寸變得更大，例如，當揚聲器出現故障並短路時，大量電流可能會在輸出引腳之間流動。在某些情況下，甚至會損壞IC，影響汽車的安全性。為了防止這種情況發生，有必要在IC上攜帶過流保護電路。傳統的揚聲器放大器IC采用限制負載電流的方式。然而，采用這種方法時，過流保護電路的工作閾值必須設置為小於最大輸出電流的值，如圖2所示。因此，存在最大輸出功率受限以及在高功率輸出時出現波形(聲音)失真的問題。
圖二。過流保護電路波形圖。
3.羅門公司的新產品“BD 783 XEFJ-M”
羅門公司開發了壹款大功率輸出、安全性高的車輛儀表盤用揚聲器放大器“BD 783 XEFJ-M”，完美解決了這壹問題。該系列產品運行采用5V電源，是儀表盤中最需要的，輸出功率為1 ~ 2w。輸入方式為模擬輸入，輸出方式為元器件較少的AB。該系列產品有以下三大優勢。
3-1.？具有過流保護功能，實現2.8W大功率輸出。
新產品“BD 783 XEFJ-M”采用了新開發的過流保護電路，兼顧了高功率輸出和安全性。輸出功率可達2.8W (THD+N
圖3。車輛儀表板配備過流保護功能的揚聲器放大器輸出功率比較。
通常AB類放大器的過流保護電路多采用“限流電路”。如上所述，通過限制輸出電流，雖然可以防止過電流流出，但是輸出功率也受到限制。為了不限制輸出功率，保護產品不被過流，需要采用“峰值電流保護電路”，字面意思是檢測峰值電流並停止輸出的機制。當輸出電流超過最大電流時，可以通過這種方式檢測電流。但當輸出偏置電壓較低時，比如輸出短路時，最大輸出電流不會超過閾值，因此保護電路不起作用。所以峰值電流保護電路的缺點是IC的發熱溫度高於芯片的結溫，最壞的情況下甚至會損壞芯片。也就是說，如果使用限流電路，會導致聲音失真；如果使用峰值電流保護電路，則沒有保護。
為了解決這個問題，ROHM公司研究設計了壹種結合了這兩種電路優點的新型過流保護電路(正在申請專利)。這項技術將啟動限流電路，防止IC在啟動或欠壓時不需要輸出大功率時發熱。在正常運行期間，它將自動切換到峰值電流保護。這是壹種結合了兩種保護電路優點的技術，可以實現大功率輸出。
新產品“BD 783 XEFJ-M”配備了這種新型過流保護電路，可以有效保護IC免受負載短路，輸出大功率時不會出現失真。
3-2.？高可靠性，支持車輛應用中的惡劣環境。
新產品符合汽車電子產品可靠性標準AEC-Q100，可支持工作溫度高達？Ta=105℃，所以在追求高可靠性的車載應用領域也可以安全使用。該系列產品采用功率封裝(HTSOP-J8)，在高熱值的AB類放大器中，即使在105℃的工作溫度下也能實現高功率輸出。該封裝雖然是引線框架封裝，尺寸很小，只有4.9mm×6.0mm×1.0mm，但使用四層電路板時(根據JEDEC51-5，7標準)，θJA僅為45.2℃/W，散熱性能非常出色。采用這種封裝，與ROHM之前的產品相比，芯片溫度降低了80%(條件:VCC=5V，？RL = 8Ω，？THD & lt10%)，即使在Ta=105℃的惡劣條件下，也能輸出語音而不破壞功能，這在以前的封裝中是不可能的。另外，在功能上，為了提高其可靠性，除了過流保護電路外，還配備了其他保護電路。出現異常發熱時，溫度保護功能可防止IC損壞；當電池瞬間斷開時，欠壓保護功能可以防止意外的爆音。因此，該系列產品有助於構建壹個可應用於各種環境的健壯系統。
圖4。“BD 783xEFJ-M”符合AEC-Q100標準，具有多種保護功能。
3-3.？通過內置電阻減少元件數量。
在這個輸出範圍的AB類放大器中，設置音量時用來調節信號增益的輸入電阻和反饋電阻通常是外置的。新產品通過構建電阻器減少了元件數量和印刷電路板的安裝面積。此外，該系列產品* * *有11型號，增益範圍為6dB~26dB(增量為2dB)，可微調。只有在頻繁調整增益的樣品評估中，才會使用26dB的產品“BD78326EFJ-M”。通過為每個輸入引腳添加評估電阻，無需更換IC即可輕松執行評估，即使內置電阻，也不會增加設計工時。目前6dB、10dB、26dB型號已經開始量產，其他產品也將陸續發布。
4.未來發展趨勢
如本文開頭所述，駕駛艙周圍的多功能語音已經成為必然需求，而在未來，隨著機箱(連接，？自主，？共享，？隨著電動時代的到來，預計這種需求會進壹步增加，會有更多的電力輸出需求。此外，在內飾布局方面，傳統駕駛艙與車載音響的界限將消失，語音的使用將變得更加多樣化。
為了滿足這些要求，羅門需要不斷擴大揚聲器放大器的產品陣容。此次推出的BD 783xEFJ-M是車用AB類揚聲器放大器，目前ROHM正在研發車用D類揚聲器放大器。BD 783xEFJ-M的目標應用產品電源電壓在5V以下，下壹款車載D類揚聲器功放產品將支持與12V電池連接，可實現超過4W的大輸出功率。對於支持12V電源的車載揚聲器功放IC，雖然目前主流產品是AB類功放，但是隨著ECU(電動？控制？節省空間的要求越來越高，散熱用的散熱器正在成為技術瓶頸。為了解決這個瓶頸問題，ROHM在揚聲器放大器中采用了D類放大器系統，為小型化做出了巨大貢獻。
作為第壹波車載D類揚聲器放大器，與BD 783xEFJ-M壹樣，在產品陣容上，除模擬輸入型外，還計劃推出數字輸入型、多聲道型等四款產品，以滿足各種應用產品的需求。比如數字輸入類型支持TDM(時間？組織？復用)格式。1系統最多可連接8路揚聲器，增加了應用設計的選項，提高了應用設計的靈活性。
第二波車載D類揚聲器功放計劃2021銷售。未來，羅門將繼續致力於車載揚聲器放大器IC的開發，為汽車安全性和舒適性的提高做出貢獻。
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