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用分立元件设计制造互补对称式功率镌汰年夜器

宣布时间:2010年10月23日 12:10    宣布者:analog_tech
要害词: 对称式 , 分立元件 , 功率镌汰年夜器 , 互补
一、功率镌汰年夜器基本电路特点

互补对称式OTL功率镌汰年夜器基本电路如图①所示。其中:C1为旌旗暗记输入巧合元件,须重视极性应于现实电路中的电位状态保持不合。R1和R2组成BG1的偏置电路,给BG1供应静态使命点,同时也在所有电路中起到直流负反映作用。请求经由历程R1的电流年夜于BG1的基极电流至少5倍,凭证β为100、Ic1为2mA盘算,R1应不年夜于6k,故给定为5.1k;C1是以也照顾给定为22μ,它对20Hz旌旗暗记的阻抗为362Ω;R2需凭证电源接纳的详细电压一定,约为R1(E/2-0.6)/0.6,凭证32V电压值应取为约120K,确切值经由历程现实调试使BG1集电极电压为15.4V来取得。

C2与R3组成自举电路,请求R3C2>1/10、(R3+R4)Ic1=E/2-1.2,因R4是BG1的交流负载电阻,应尽能够取年夜一点,R3浅易取在1k以内。凭证32V电源电压值和Ic1为2mA阻拦盘算,R3与R4之和为7.2k,现实将R3给为820Ω、R4给为6.8k,Ic1则为1.94mA;C2是以可取给为220μ。

R5和D是BG2、BG3互补管的偏置电路元件,给BG2、BG3合营供应一个适当静态使命点,在能够扫除交越掉落真情形下尽能够取小值,凭证实验效果浅易取在3mA~4mA;改变R5阻值可使BG2与BG3的基极间电压降改变而完成对其静态使命的调剂,与R5勾通的D是为了赔偿BG2、BG3发射结门槛电压随温度发生的变换,最好接纳两只二极管勾通起来赔偿互补管发射结门槛电压随温度发生的变换,使互补管静态使命点稳固。简化电路中省略应用一只二极管。并联在BG2、BG3基极间的C4,可使静态使命时的ΔUAB减小,浅易取为47μ;C3是防止BG1发生高频自激的交流负反映电容,浅易取为47P~200P。

BG1起电紧镌汰年夜作用,在该电路中被称为勉励级,请求Buceo>E、Iceo≤Ic1/400=5μA、β=100~200,以是应选用小功率低噪声三极管。BG2和BG3是互补电流放年夜极,划分与BG4、BG5组成复合管对输入电流阻拦镌汰年夜,请求Buceo>E、Iceo≤Ic2/100=30μA、β=100~200。在BG4、BG5应用浅易年夜功率三级管而不是外部曾经做成复合式年夜功率三级管的情形下,BG2与BG3须要供应给后级年夜功率三级管逾越100mA的峰值驱动电流,是以应应用中功率三级管。BG4和BG5是担负镌汰年夜输入电流的年夜功率管,静态使命电流可取在10mA~30mA,请求Buceo>E、Iceo≤Ic4/100=0.1mA、β=50~100。BG4和BG5的最年夜极限电流Imax应当比输入电流最年夜幅值年夜1倍,方能保证输入电流最年夜幅值时β>10。

R6和R7划分是BG4和BG5静态使命点调剂分流电阻,静态使命时的分流作用可以忽视不计。在Ube4和Ube5都即是0.6V尺度参数时,由互补电流放年夜级的静态使命电流取在3mA~4mA,可盘算出R6和R7应取为220Ω。现实上,年夜功率三级管Ube能够相差较年夜,BG4和BG5的Ube需经由历程实测阻拦配对应用,借助自举电路使命的半边复合管的总电流放年夜率应应比不借助自举电路使命的另半边复合管要小。

R8和R9划分是防止BG4和BG过流的限流电阻,浅易取在0.2Ω~0.5Ω之间。将用200mm长、直径为φ0.08的漆包线两头划分焊接在1k以上电阻两头,把折半起来的漆包线绕在电阻上便可。相当于熔断保险管的作用,属于最质朴的非智能式限流烧断掩护要领。

C5和C6是旌旗暗记输入电容,用一只小容量电容与年夜容量电容并联起来应用,可扫除年夜容量电容外部具有的较年夜电感对高频率旌旗暗记的误差。重视它现实上是起到中点浮动电源作用,以是电容量不是凭证对通拼带下端交流旌旗暗记的阻抗应为多年夜来盘算,而是凭证输入功率须要消耗若干能量阻拦盘算。在中点浮动电源电压随着输入电流阻拦摇动而招致输入旌旗暗记截波时,就会发生严重削波掉落真。凭证电容贮存的能量与电压平方成正比关系,中点浮动电源的输入电容,容量应是总电源上储能电容量的4倍。

C9和R10是交流负反映网路,与R2、R1合营组成电压并联负反愧。R2与R1组成的直流负反愧可使总的电紧镌汰年夜倍率约即是R2除以1.2k(即是R1与BG1的发射结静态电阻并联),凭证图①设计参数约为100倍,加入C9和R10的交流负反映网路后,总的电紧镌汰年夜倍率约即是R2与R10的并联电阻除以1.2k,约为18倍。现实证实,接纳这类要领使命的电压并联负反愧体现效果很不优胜。



2、对功率镌汰年夜器基本电路的刷新

在图①所示的互补对称式OTL功率镌汰年夜器基本电路中,旌旗暗记输入勉励级的内阻只需1k,须要做阻抗变换才干与年夜部门中、高阻旌旗暗记源婚配。将旌旗暗记输入勉励级直接改成复合管是最质朴的要领,复合管的接法有多种详细电路,最好妄图是接纳图②所示的接法。新增添的前置级现实上相当于质朴的电压控制电流型运算镌汰年夜器,BG0的基极与发射极相当于运算镌汰年夜器的正输入端和负输入端,正输入真个静态电阻曾经前进到10K以上。同时,从功率镌汰年夜器输入端接到负输入端发射极负反映电阻R10和取样电阻R11之比决议着总的电紧镌汰年夜倍率。



电路调试要点也是先将R5调治成短路0电阻状态使BG2~BG5处于阻拦状态,用两只1K/2W电阻划分从总电源两头接到输入端取得中点电压。用一只200K电位器取代R1或R2接在电路板上,用导线将C1输入电容旌旗暗记输入端与地短路。接通电源,丈量BG1的集电极到发射极的电压降Uce,调治200K电位器使Uce即是E/2-0.6;在总电源电压为32V时,BG1的静态Uce应即是15.4V0.1V。然后丈量200K电位器现实所处的电阻值,换成同阻值结实电阻替换电位器,再丈量BG1静态Uce应当在15.4V0.2V以内。一定好BG1的静态Uce后,再从小到年夜调治R5使BG4和BG5的静态使命电流为15mA。为保险起见,可将R8与R9换接成100Ω/2W电阻,先丈量R8与R9上的静态电压降应为1.5V。断开电源,丈量R5可调电阻现实所处的电阻值,将R5换成类似阻值的结实电阻,拆掉落落先前从输入端划分毗连到电源两真个1k/2W分压电阻。再接通电源,丈量R8与R9上的静态电压降应保持在1.2V~1.8V之间。丈量输入中点电平也应为16V0.5V之间。把C1输入电容旌旗暗记输入端与地断开悬空,丈量R8与R9的电压降,用起子碰着C1输入端时R8与R9上的电压降显着变年夜。然后把R8与R9换成0.3Ω电阻,接上喇叭试听。接通电源时因C0充电,输入端中点电压须要从零迟缓上升,是以只发生稍微进击声。2秒钟后,用手碰C1输入端时喇叭将收回“呜”的交流声。将C1输入端与地(电源负端)短路,喇叭应不发生生气声响,现实会收回稍微配景白噪声或很小声的交流哼声。图②所示的互补对称式OTL功率镌汰年夜器刷新电路,有一个显着的弱点是旌旗暗记输入端直流电平比输入端中点电压要低2V~3V,在年夜众还没有运放IC应用和三极管元件价钱高的20世纪80年月初,它曾经是很优胜的可应用单电源的功率镌汰年夜器适用电路。20世纪80年月中期,运放IC泉源推出,人们泉源接纳运放IC来担以后置极和勉励极。尺度电路如图③所示,因运放IC不需调剂静态使命点,只需调治R5使BG2~BG5的静态使命电流10mA~20mA便可。重视,虽然运放IC不需调剂静态使命点,但在BG2~BG5处于阻拦状态时,由R8、R9和BG3、BG5发射结正向导通将运放IC负输入端置为高电平,运放IC输入低电平,因此经由历程BG3发射结把运放IC负输入端置为低电平,运放IC输入端翻转成高电平,效果处于输入不定的低频率振荡状态,不克不及供应稳固的参考中点电平。在这类状态下调剂BG2~BG5的静态使命电流,运放IC输入端为高电寻常浅易调治R5有用;而运放IC输入端为0电寻常浅易BG5不克不及导通,调治R5只能使BG2、BG3、BG4进入使命区,BG2现实只起到二极管的作用,经BG4和BG2的电流直所有灌入运放IC输入端,效果使BG2和运放IC因过流而破损!(我曾经把其时手头所具有的几只国产运放IC和十几只中功率三级管所有破损,也未能将静态使命点调剂出来。)必须先用导线将运放IC的负输入端与输入端连通,暂不接上负反映电阻R6,让运放IC以追随器要领输入稳固的参考中点电平,在此状态下调治R5使BG2~BG5的静态使命电流为15mA,将R5换成类似阻值的结实电阻后确认BG2~BG5的静态使命电流在10mA~20mA之间,再将运放IC的负输入端与输入端端开,把反映电阻R6接入电路中。



应用运放IC担以后置极和勉励极后,最好将BG2~BG5的静态使命电流偏置要领改成由三极管与分压电阻组成的稳压器,如允许以在电源电压发生较年夜变换下保持简直类似的静态使命电流。图④即是经由刷新后的电路,BG1发射结门槛电压与BG2、BG3、BG4的门槛电压一同随温度变换,自己可起到温度赔偿作用。为了增添运放IC输入真个静态使命电流,在运放IC输入端赠加了到地真个分流电阻R10。有了该分流电阻后,调剂BG2~BG5的静态使命电流时可以先不接入运放IC,直接由其中的R7、R8和R10分压出近似的中点参考电平。先从0到年夜调治R5使BG2~BG5的静态使命电流在10mA~20mA之间,再接入运放IC,电路即能正常使命。另外,在运放IC输入端勾通一只1k限流电阻R15,可保证运放IC输入端处于0电寻常浅易BG5也不会进入阻拦状态。



应用运放IC担以后置极和勉励极,最年夜的优点是输入端直流电平与旌旗暗记输入端直流电平严酷不合,相差不年夜于0.05V。这样便可以制造出由两个OTL功率镌汰年夜器组成的反向输入的BTL功率镌汰年夜器,而在输入端直流电平与旌旗暗记输入端直流电平相差差异情形下,两个OTL功率镌汰年夜器的正、反相输入端直流电平经常会相差逾越0.5V,显着影响喇叭的使命平衡职位。BTL功率镌汰年夜器的正、反相输入端直流电平直流电平相差必须小于0.1V,喇叭的使命平衡职位才不会发生显着偏离自在平衡职位。喇叭的使命平衡职位显着偏离自在平衡职位时,正反偏向的机械振动幅度纰谬称,收回的声波将发生畸变不自然。另外,输入端直流电平与旌旗暗记输入端直流电平严酷不合,才使得应用正、负双电源供电的OCL功率镌汰年夜器成为现实。否则,因输入端直流电平与电源中点电平相差较年夜,将招致喇叭不克不及优胜的正常使命。

由于年夜部门运放IC的使命电压都不高,性能优胜的高电压运放IC种类少、价钱高,人们也能够或许接纳与运放IC前置级类似的差动镌汰年夜电路来到达异常目的。图⑤即是接纳差动镌汰年夜要领做前置极的尺度电路,它比图①所示的互补对称式OTL功率镌汰年夜器基本电路多用2只请求特点不合的三极管,比图②所示的刷新型互补对称式OTL功率镌汰年夜器适用电路多用1只三极管。说倒底,着实不是人们不知道怎样设计功率镌汰年夜器,而是遭到器件选择上的限制,在不合历史时代只能应用照顾的设计电路。在20世纪80年月前期,人们才泉源较量容易找到特点不合的三极管阻拦配对应用。因差动镌汰年夜极的静态电流可由电路设计参数准确给定,不用调治差动镌汰年夜管的静态电流。在图⑤电路应用32V电源的情形下,前置差动镌汰年夜管的静态电流为0.51mA~0.52mA,只需先调治R12使BG1的集电极到地真个电压降为15.4V,再调治R5使BG2~BG5的静态使命电流在10mA~20mA之间便可。



在调剂BG1的静态电流时,异常先要将R5调治成短路0电阻状态使BG2~BG5处于阻拦状态,暂不接入负反映电阻R10,用导线将BG6、BG0的基极短路。接通电源,先调治R12使BG1集电极到地真个电压降为15.4V0.2V,再调治R5使BG2~BG5的静态使命电流为15mA。为保险起见,先将R8与R9换接成100Ω/2W电阻,丈量R8与R9上的静态电压降应为1.5V。断开电源,丈量R5与R12可调电阻现实所处的电阻值,将它们换成类似阻值的结实电阻。接通电源,丈量R8与R9上的静态电压降应保持在1.2V~1.8V之间。丈量输入中点电平应在16V0.3V之间。断开电源,将BG6、BG0的基极间毗连导线取掉落落,把负反映电阻R10接入电路。再接通电源,丈量R8与R9上的静态电压降应保持在1.2V~1.8V之间。丈量输入中点电平应在16V0.2V之间,差分管电流放年夜倍率越年夜,输入端直流电平与旌旗暗记输入端直流电平相差越小。用起子碰C1输入端时R8与R9上的电压降显着变年夜。然后把R8与R9换成0.3Ω电阻,接上喇叭试听。接通电源时输入端中点电压须要从零迟缓上升,是以只发生稍微进击声。2秒钟后,用手碰C1输入端喇叭将收回“呜”的交流声。将C1输入端与地(电源负端)短路,喇叭应不发生生气声响,现实会收回稍微配景白噪声或很小声的交流哼声。

3、对功率镌汰年夜器适用电路的完善

接纳自举电路设计的功率镌汰年夜器虽然电路相对较为质朴,但却存不才限使命频率阻拦点。而引入自举电路是为了防止对上半波阻拦镌汰年夜时没有足够电流供应给互补管应用,在不缺三极管应用的情形下,可以接纳恒流源来保证对上半波阻拦镌汰年夜时也有足够的电流供应给互补管应用。与此同时,将差动镌汰年夜器也设计成由恒流源供应使命电流,可以年夜年夜前进对共态噪声的榨取比和放宽对电源电压的准确请求。图⑥是应用恒流源的功率镌汰年夜器尺度电路,其中:BG3与BG4组成尺度恒流源,前者给前置差动镌汰年夜极供应1mA恒定总电流,2只差分管BG1、BG2各取得0.5mA的静态使命电流;后者供应2mA恒定电流,与勉励极BG5的静态使命电流2mA相等,从而使镌汰年夜器输入端Q的静态中点电压完全由阻值类似的R13与R14分压一定出来,不会过年夜偏离E/2。勾通不才方R14上的D1是为了赔偿上方复合管的门槛压降比下方单一的互补管门槛压降多一个PN结压降,确保由阻值类似的R13与R14分压一定出来的中点电压更准确。勉励极BG5的静态使命电流曾经由R4上的1V压降和R12阻值200Ω一定为2mA,也不用调治。以是,在调治BG7~BG10的静态使命电流时先不接入BG4和BG5,直接在R13与R14分压出中点参考电压并供应有0.4mA~1.1mA的偏置电流给BG6使命状态下,由最小零电阻肇端调治R10使BG7~BG10的静态使命电流为15 mA便可。然后把R10换成结实电阻,将BG4和BG5接入电路板,镌汰年夜器立时正常使命。虽然元件参数存在聚会性,能够使BG5勉励极的现实静态使命电流与BG4恒流源电流有年夜批相差,差动镌汰年夜极也会凭证输入端Q的静态电压偏离中点状态自动改变BG1的现实静态使命电流,使BG5的现实静态使命电流与BG4恒流源电流完全相等。虽然,对BG5现实静态使命电流阻拦自动调治后,差动镌汰年夜极的静态使命电流禁绝可其中任何一个显着增添太多。凭证图⑥中的元件参数,只需变换0.1mA便可让BG5的静态使命电流变换1mA,足以完成对BG5的静态使命电流调剂。



可是,由于恒流源限制了勉励极处于阻拦状态时所能供应的最年夜电流,前进电源电压后着实不克不及照顾的前进输入幅值。虽然照顾增添恒流源电流可以前进输入幅值,但却使勉励极静态使命电流也照顾增年夜,稳固性变差。较好的措施是引入镜像电路,接纳曲折对称的差动电流放年夜要领驱动前面的互补对称功率镌汰年夜督使命。图⑦即是接纳曲折对称差动电流放年夜要领作勉励极的功率镌汰年夜器适用电路,因输入功率较年夜,为防止过载破损器件,电路中加进了限制最年夜输入电流的掩护功效。其中,BG4和BG5组成的镜像电路,可使BG5的使命电流Ic5与BG4的使命电流Ic4保持完全相等,进而对驱动BG6。完成由BG6、BG7组成曲折对称的差动电流放年夜要领。这样,便可保证在上半波旌旗暗记须要勉励极供应更年夜驱动电流时,BG6也同步能输入更年夜的驱动电流给后极功率镌汰年夜管。要到达异常目的,人们也能够或许接纳再并联一对互补对称的前置差动镌汰年夜器,由它完成对BG6的驱动。但由于镜像电路对元件的请求没有前置差动镌汰年夜器高,接纳两对前置差动镌汰年夜器着实不克不及对所有电路前进任何性能,年夜可不用应用那种多花价值的笨措施。该电路的调剂要领与图⑥所示的应用恒流源的功率镌汰年夜器电路完全类似。



从使命原理上推敲,接纳曲折对称差动电流放年夜要领作勉励极的电路已无弱点。但由于年夜功率三极管的特点着实不睬想,在输入电流到达1A以上时,电流放年夜倍率只需10~25,将使得驱动年夜功率三极督使命的互补管必须供应逾越200mA以上电流给后极。互补管自己的功耗经常逾越2W,发烧严重,互补管也须要另外装散热器。在电子元件厂家曾经研制临盆出年夜功率达林顿管的情形下,改用外部已做成复合管的达林顿管作最后级电流放年夜管,可以年夜年夜减轻对互补管的输入驱动电流请求。如SGS公司临盆的TIP系列年夜功率达林顿管,在输入电流到达2A以上时,电流放年夜倍率也能到达500以上,从而只须要互补管供应20mA以下驱动电流给后极使命,互补管自己的功耗降低到0.2W以下。须要修改的设计参数只是凭证达林顿管的门槛电压即是浅易三极管门槛电压的2倍,把供应静态使命电流的偏置分流电阻R18、R19增添一倍阻值,以便保持互补管的静态使命电流不改变。同时互补管BG9、BG10基级间的电压降比先前增添一只浅易三极管的门槛电压,它对电路静态使命电流的调剂要领毫无影响。



由于达林顿管不是专为音频功率镌汰年夜器研制的器件,使命频率下限着实不很高。浅易年夜功率三极管的频率下限只到达1MHz,专为音频功率镌汰年夜器研制的年夜功率三极管也只能到达10MHz,最好的不逾越100MHz。虽然音频规模只需10Hz~20kHz,可是三极管的电流放年夜倍率与使命频率相关,处于使命频率下限时,电流放年夜倍率会降低到1倍。这使得使命频率下限低的三极管对20kHz高音的镌汰年夜才干比2kHz中音的镌汰年夜才干要低,也就招致开环状态下高音与中音的电流放年夜倍率曾经不保持类似。而闭环负反映对所有音频保持类似的取样倍率,着实不改变混淆旌旗暗记里高音电流放年夜倍率比中音电流放年夜倍率低的状态,从而使混淆旌旗暗记里的高音现实比中音的镌汰年夜倍率要低。以是,应用使命频率下限高的年夜功率三极管,可使混淆旌旗暗记里高音电流放年夜倍率比中音电流放年夜倍率降低得要少。假定应用频率下限只到达1MHz的年夜功率三极管制作音频功率镌汰年夜器,将以为8kHz以上的高音因素严重缺乏。故此,海内的电子元件制造厂曾经在20世纪90年月研制出性能超群的音频功率镌汰年夜器公用年夜功率三极管。日本三肯公司制造的三肯管是最早着名的音频功率镌汰年夜器公用年夜功率三极管,但它们都不是达林顿管,须要性能异常超群的中功率来做驱动前极,而且要给驱动前极中功率装配散热器。

到20世纪80年月前期,人们研制出性能更高的年夜功率场效应管。任何年夜功率场效应管的使命频率下限也能到达100MHz,但因起先缺乏高使命电压的年夜功率场效应管,临盆厂家制造输入功率逾越40W的功率镌汰年夜器照样以选用年夜功率三极管。现实上,应用年夜功率场效应管制作功率镌汰年夜器比应用年夜功率三极管制作功率镌汰年夜器更便利。但须要特殊重视一点,虽然效应管是电压控制型器件,但年夜功率场效应管的输入栅极与源极之间存在较年夜的结电容,可到达800P左右,是以在使命频率较高的状态下异常要供应5mA~10mA充放电驱动电流。窜联在栅极前的电阻会影响对输入结电容的充放电,阻值尽能够取小。图⑨即是接纳年夜功率场效应管的适用功率镌汰年夜器电路,由于某些年夜功率场效应管栅极没有内置限压掩护稳压管,专程在电路中加入了限压掩护稳压管。应用没有内置限压掩护稳压管的年夜功率场效应管,焊接时必须先用导线将栅极与源极短路,焊接好年夜功率场效应管和限压掩护稳压管后才干将栅极与源极间的短路导线去除。接纳年夜功率场效应管设计的功率镌汰年夜器,调试要领与接纳年夜功率三极管设计的功率镌汰年夜器完全类似。



须要重视的是,年夜功率场效应管的门槛电压在2V~3V之间,(三星公司临盆的年夜功率场效应管门槛电压多为2V),年夜功率场效应管的现实使命电压不要逾越最年夜允许电压的一半值,最年夜使命电流峰值不要逾越允许电流的2/3方能确保安然可靠使命。这个请求曾经比对三机管的请求宽许多,三机管的现实使命电压也不克不及逾越最年夜允许电压的一半值,而三机管的最年夜使命电流峰值不克不及逾越最年夜允许电流的1/3方能正常使命。年夜功率场效应管尚有一个极年夜的优点是温度稳固性能很是优胜,从25℃~125℃,使命特点简直完全类似。以是应用年夜功率场效应管时,散热器上的温度也能够或许照顾允许高到90℃,而三极管还存在二此击穿的能够,现实允许使命的温度应限制在70℃以下。

四、应用多组电源供电高效功率镌汰年夜器

没有把输入端中点电压严酷控制在请求理想数值状态下,功率镌汰年夜器只能应用单电源供电,中点电源接纳自动追随的浮动要领完成。只需给足够年夜容量的储能电容,现实输入才干与应用双电源的OCL输入要领并没有差异。之以是要接纳OCL输入要领,除面可以进一步设计出性能更好功率镌汰年夜器外,更年夜的现实意义是应用正负双电源供电的OCL输入要领可以进一步降低电路配景噪声。在功率镌汰年夜器前置旌旗暗记输入级接纳差动镌汰年夜电路后,输入端直流电平曾经能与旌旗暗记输入端直流电平保持基内幕等,相差小于0.2V。在这类状态下,将旌旗暗记输入端直流电平偏置电阻毗连到正负双电源中点电位上,便可以把单电源供电的OTL输入要领改成应用正负双电源供电的OCL输入要领,不再应用自动追随的浮动中点电源。着实,应用运放IC做前置旌旗暗记输入级能使输入真个直流电平与旌旗暗记输入端直流电平保持简直相等,相差小于0.02V,正是由于运放IC外部也接纳差动镌汰年夜电路做输入级,而且浅易都回恢复合管要领的差动镌汰年夜电路做输入级,从而使流进或流出IC正、负输入真个静态电流低于0.1μA,在负反映电阻上的静态直流压降已低于0.01V。若能找到特点异常一直的配对管,虽然也能够或许回恢复合管要领的差动镌汰年夜电路做输入级,使输入真个直流电平与旌旗暗记输入端直流电平保持简直相等,相差小于0.02V,特点极端不合的配对管须要在一片半导体质料上做成,这正是运放IC的制造工艺优势。简言之,仅仅把OTL输入要领改成OCL输入要领,在电路设计上没有任何前进。现实上,以甲乙类使命要领制造的互补对称式功率镌汰年夜器存在一个弱点,就是最后级年夜功率电流放年夜管的静态处于靠近阻拦区职位,岂论应用年夜功率三级管,照样应用年夜功率场效应管,在阻拦区相近的静态电阻都显着比线性区的静态电阻要年夜得许多,现实可以相差数倍到10多倍。静态电流越小,静态电阻越年夜。当镌汰年夜器输入电压归零时,喇叭振动盆还会一连作阻尼振动到阻拦。音圈在磁场中运动发生的电流将误差喇叭振动盆自在振动,假定与音圈勾通的镌汰年夜器内阻较量年夜,就会使音圈在磁场中运动发生的电流增添,降低电阻尼作用,振动盆的阻尼振动就不容易阻拦上去,收回的声响泛起“滞滞泥泥”的发散收不住状态。与此同时,中高音单元喇叭的音圈在磁场中移动所发生的感应电流不克不及被功率镌汰年夜器尽能够短路掉落落,会成为误差中高音单元喇叭使命的滋扰驱动旌旗暗记。甲类镌汰年夜器之以是有较好的重放音质,玄妙就在于它具有很低的静态输入阻抗。但由于甲类镌汰年夜器功耗年夜、发烧严重,不宜在年夜使命电压下接纳。为此,可以在应用曲折两组正负电源供电的要领下对最后级年夜功率电流放年夜管的使命状态实验静态偏置,使镌汰年夜器输入电压幅度小于4V时年夜功率电流放年夜督使命于甲类状态,输入幅度年夜于4V时变换为乙类状态。由于轮替处于使射中的年夜功率电流放年夜管一直是在年夜电流状态下使命,现实效果与纯甲类使命要领类似。

图⑩即是接纳年夜功率达林顿管设计的高效力静态偏置甲类功率镌汰年夜器尺度电路,为了较好的完成静态偏置,T1、T2曲折两只年夜功率达林顿管接纳互补管,以便增添偏置电路上的门槛电压。请求两只互补管特点参数完全类似,现实电流放年夜倍率相差不要逾越20%。因静态偏置是在每个半波输入旌旗暗记经由4V参考值阻拦变换,请求静态偏置变换速率必须比输入旌旗暗记下限20KHz频率至少高100倍,光电隔离变换器件的照顾频率至少应到达1MHz,所应用的二极管也必须接纳高速管。当输入旌旗暗记电压处于4V以内时,光电输入端三极管处于阻拦状态,两只互补年夜功率电流放年夜管被偏置在1A静态电流下使命,而当输入旌旗暗记电压逾越4V时,光电输入端三极管处于导通状态,两只互补年夜功率电流放年夜管被偏置在10mA静态电流下使命。但由于输入旌旗暗记电压逾越4V时,年夜功率电流放年夜管的使命电流必须逾越0.5A,4Ω负载时必须逾越1A,现实也分歧于甲类使命要领。与此同时,在输入旌旗暗记电压处于6V以内时,BG11、BG12处于阻拦状态,T3、T4达林顿开关管也阻拦,T1、T2两只互补年夜功率电流放年夜管是由8V高压电源供电。而在输入旌旗暗记电压逾越6V时,BG11、BG12处于导通状态,T3、T4达林顿开关管也导通,T1、T2两只互补年夜功率电流放年夜管改由30V高压电源供电,从而使年夜功率电流放年夜管的功耗降低。



在N道沟和P道沟高压年夜功率场效应管都很容易购置到的情形下,可改用年夜功率场效应管来制造高效力静态偏置甲类功率镌汰年夜器。异常,T1、T2曲折两只年夜功率场效应管要接纳互补管,请求两只互补管特点参数类似,现实的电流放年夜倍率相差不要逾越20%。由于应用静态偏置使命要领,偏置电路的参数调剂稍微严重年夜一些。详细要领与前面简介的措施类似,先把T1、T2由R11、R12勾通一定出的1A静态电流调治出来,再适当分配二者的现实阻值,使R12处于短路时T1、T2的静态电流为2mA~10mA。即不要完全阻拦,也没须要调年夜。



鉴于静态偏置甲类功率镌汰年夜器的最主要目的是要降低镌汰年夜器自己的输入内阻,在曲折年夜功率电流放年夜管中不宜勾通限流掩护电阻,对镌汰年夜器最年夜输入电流的限制特改设计在电源部门电路当中。这样,与静态偏置甲类功率镌汰年夜器婚配应用的曲折两组正负电源也同时都设计成稳压电源。参见图12,应用年夜功率场效应管制作供功率镌汰年夜器应用的稳压电源异常质朴,功率镌汰年夜器对电源电压的准确值请求不高,应用年夜功率场效应管制作的质朴稳压电源完万能到达请求,同时还可以取得很好的电子滤波效果,可年夜年夜降低从电源带出去的杂波噪声。



必须明确,每只年夜功率器件都遭到最年夜功耗的应用限制,特殊在温度显着降低的状态下,最年夜允许功耗将年夜年夜降低。把功率镌汰年夜器的电源设计成稳压电源,除能使功率镌汰年夜器电路处于稳固状态下使命外,由稳压电源调剂管分管掉落落一部门功耗,可减轻由功率镌汰年夜管承当的无用功耗,使功率镌汰年夜器施展出最年夜使命才干。在缺乏年夜功率器件的时代,只能应用质朴的整流电源,效果使镌汰年夜器现实能够输入的功率比现实盘算值小得许多,启事就是功率镌汰年夜管的最年夜允许功耗曾经被无用功耗占去太多。

五、阻拦语

假定仅从对功率镌汰年夜器性能的完善追求上去推敲,我们还可以把许多只功率镌汰年夜管并联起来使命取得更高的性能。可是这乃是在用高投入资原本取得现实效果增添不多的笨蛋干法。现实上,当人们把功率镌汰年夜器的输入功率制做得很巨年夜时,它异样成为中高音单元喇叭的致命杀手!而且应用级后分频要领,在应用到高中低三个单元喇叭的情形下就泉源显着体现不佳,级后分频要领仅能在二分频情形下体现得较量优胜。只需改成接纳级前分频要领来设计制造音频功率镌汰年夜器,我们才干从基本上战胜级后分频的弱点,并凭证不合使命频带规模请求选用合适的器件,以最少的制形资源取得最高的效果。
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