开关电源在音频功放中的应用
- 格式:doc
- 大小:296.50 KB
- 文档页数:13
A VR-1611天龙功放不通电维修一例
天龙功放A VR-1611是最近比较流行的一款机器,主要是因为它有更多的功能和更低的价格,包括HDMI、苹果接口、USB等新接口,价格则有三千以内的优势。
前几天有个客户送来一台1611维修,他说其实买了两年也没怎么用过,机器还是很新,以前没有坏过这是第一次维修。
拆开后发现1611和天龙A VR-1622的电源一样,待机电压都使用了开关电源,由一块单独的电路板安装在电源线进口的位置,该板上有一条五位的排线输出5.2伏电压到解码板上供CPU工作,这条线实际是三根,两根为正,两根为负,另一根是开机继电器控制线。
测量到正5.2伏电压只有0.7伏,这当然就是不开机的原因了。
测量开关电源300伏整流电压正常,振荡和初级共用了一只厚膜块TOP258N,这种集成电路在测量好坏上也没有什么经验,直接更换新的试机,输出电压为4.5伏,这个现象有点奇怪,电压反馈电路和光耦部分都检查了没有发现问题,索性全检,反正这个电源也没有几个零件,全部检查一遍也要不了多少时间。
结果发现启动电阻中有一只开路了,启动电阻由5只1M电阻组成,以往遇到这个位置的电阻损坏都会引起无电压输出。
更换电阻后输出电压正常,接上全部电路后试机整机工作正常,这台天龙1611功放维修顺利完成。
渝成音响维修网。
2012级应用电子工程实践音量音调调节功放专业:电子信息工程年级:2012级应用电子组员:陈贤(2012021091)、申聪聪(2012021168)指导老师:王建波、徐承成2014年2月18日音量、音调调节功放摘要本电路是一套以STC89C52单片机作为控制核心,控制PT2314数字音频控制处理芯片的音频音色处理电路。
PT2314是一个采用CMOS工艺技术设计的四声道音质处理器IC芯片,芯片内部包含音量、低音、高音、通道均衡、前/后级衰减和响度处理;PT2314的所有功能均可以有I2C的形式由单片机STC89C52来控制完成,由程序控制完成多变的功能。
设计采用了液晶显示功能,其丰富的菜单选择,使整个操作过程更为人性化和可视化。
后级使用LM1875为功放芯片,其在音频应用场合提供非常底的失真度和高质量的音色,还有高增益、快转换速率、大输出电压摆幅、大电流能力和非常宽的电源范围等特性。
关键词: PT2314、LM1875、音量音调调节、STC89C52目录引言 (5)1系统方案 (5)1.1.音量音调调节模块的论证与选择 (5)1.2.功率放大模块的论证与选择 (6)1.3.麦克风前置放大模块的选择 (6)1.4. LCD显示模块的论证与选择 (6)1.4.电源模块的论证与选择 (7)1.5.单片机控制模块的论证与选择 (7)2.电路与程序设计 (8)2.1.电路的设计 (8)2.1.1.系统总体框图 (8)2.1.2音量音调调节子系统框图与电路原理图 (8)2.1.3 功率放大子系统框图与电路原理图 (10)2.1.4电源 (11)2.1.5麦克风前置放大电路子系统框图与电路原理图 (11)2.2程序的设计 (11)2.2.1程序功能描述与设计思路 (11)2.2.2程序流程图 (12)3测试方案与测试结果 (13)3.1测试方案: (13)3.2 测试仪器: (13)3.3 测试结果 (13)3.3.1测试结果(数据) (13)3.3.2测试分析与结论 (14)引言功率放大器是把来自音源或前级放大器的弱信号放大,推动音箱放声。
为满足中国《电子信息产品污染控制管理办法》(信息产业部第39号令)的相关规定和要求,现对产品中有害物质,按部件分类,声明如下:在中华人民共和国境内销售的电子信息产品上将贴上有“环保使用期限”(EPuP )符号。
圆圈中的数字代表产品的正常环保使用年限。
图示:产品物质拆分表重要安全事项1. 阅读这些规定,注意所有警告,遵守这些规定。
2. 严禁在产品周围喷洒液体。
请勿在产品上方放置液体容器,如花瓶等。
可使用干布及风 枪进行清洁。
3. 注意不要形成热风循环。
按建议方法进行安装。
4. 不将产品安装在热源附近,尽可能保证环境气温在35°C 以下。
5. 接地保护,当产品接通电源时,应采取相应的接地保护措施。
6. 请保护好电源线,防止其受到踩踏或挤压,尤其要注意插头、电源插座及其连接设备处。
7. 必须按照以下开关次序来使用该产品:(开)前级-功放、(关)功放-前级。
8. 通电前必须确保供电电压符合该产品的要求。
9. 若输入信号并接超过三台功放,建议使用信号分配器,以确保输入信号不失真。
10. 不要将功放的某一个声道的输出接口接到另一个通道的输入接口。
不要将功放的输出并 联或联到另一台功放的输出接口。
11. 设计系统配置功放的时候,功放的功率应比音箱在相同阻抗下的标称功率大50%-100%, 且小心使用桥接模式。
12. 在维修功放的时候,禁止在桥接状态下将示波器的探头 连接到功放的输出端,以免损 坏功放和示波器。
13. 建议: 1) 由于输出到音箱的电流较大,建议使用质量有保证的NL4型音箱螺旋插头。
2) 多台功放使用时应计算好合适的配电,以确保达到合格的使用环境。
本产品仅适用于非热带气候条件下安全使用。
本产品仅适用于海拔2000m 以下安全使用。
请勿在通电状态下移动设备,这样极易造成设备故障或安全事故。
EX4130产品是一款全新的高效率和大功率的开关电源功放。
与之前产品相比较它在音质上有了突破性的改进,带给您的将是全新声音的享受。
开关电源使用范围开关电源是一种将电能转换为稳定输出电流的电子设备,广泛应用于各个领域。
它具有体积小、效率高、稳定性好等优点,因此在许多电子设备中都得到了广泛的应用。
下面将从不同的角度介绍开关电源的使用范围。
1. 电子产品开关电源广泛应用于各类电子产品中,如电视、电脑、手机、路由器等。
这些产品通常需要稳定的直流电源供电,开关电源能够将交流电转换为稳定的直流电,满足这些电子产品的工作需求。
同时,开关电源还能提供不同的输出电压和电流,以适应不同电子产品的需求。
2. 工业设备在工业领域,各种设备和机器都需要稳定的电源供电。
开关电源能够稳定地将电能转换为直流电,为这些设备提供可靠的电源支持。
例如,数控机床、自动化生产线、变频器等工业设备都需要开关电源来提供稳定的电源。
3. 通信设备在通信领域,开关电源也是不可或缺的。
无论是移动通信基站、数据中心还是通信设备,都需要稳定的电源供应。
开关电源能够提供高效、稳定的电源,确保通信设备的正常运行。
同时,开关电源还具有过载保护、短路保护等功能,能够保护通信设备的安全运行。
4. 医疗设备医疗设备对电源的要求非常严格,需要高效、稳定、可靠的电源供应。
开关电源能够满足这些要求,为医疗设备提供稳定的电源支持。
例如,医用X射线机、心电图仪、监护仪等医疗设备都需要开关电源来提供电源。
5. 汽车电子随着汽车电子技术的发展,越来越多的电子设备应用于汽车中。
而这些电子设备需要可靠的电源供应。
开关电源能够将汽车电池提供的电能转换为稳定的直流电,为汽车电子设备提供稳定的电源。
例如,汽车音响、导航系统、行车记录仪等都需要开关电源来提供电源支持。
6. 太阳能系统太阳能系统是利用太阳能发电的系统,需要将太阳能转换为可用的电能。
而开关电源能够将太阳能转换为稳定的直流电,为太阳能系统提供电源支持。
开关电源还能实现最大功率点跟踪,提高太阳能系统的发电效率。
开关电源的使用范围非常广泛,涵盖了电子产品、工业设备、通信设备、医疗设备、汽车电子、太阳能系统等多个领域。
d类功放内阻一、什么是D类功放?CLASS-D,即D类功放也叫数字功放。
数字功放的核心特征:①音乐信号不能直接放大,需要先转换为开关信号;②放大器工作在开关状态,功率管是场效应管;③功放输出端有线圈、电容组成的低通滤波器。
数字功放相对于模拟功放的主要优势是:效率高。
高效率带来的好处:①功放可以做得很小、很轻;②功率可以做很大;③省电,节能环保。
二、功放的基本原理如下为基本框图①误差校正:用于消除功放产生的失真。
方法是,将功放输出的信号采样与输入信号比较,用负反馈方式消除功放产生的失真。
②脉冲调制:将音乐信号变换为开关控制信号,用以控制开关桥。
③开关桥:是数字功放的功率放大部分。
功率管采用场效应管,工作在开关状态,因此可以获得90%以上的效率。
④低通滤波器:将功率脉冲信号转换为音乐信号。
开关桥输出的是大功率的脉冲信号,不能直接送喇叭。
⑤开关模式电源:给功放各部分电路供电。
相较于模拟功放的环牛电源,开关电源的优势主要是:重量轻,能稳压。
三、数字功放的优势数字功放的核心优势是高效率,综合使用效率能达到80%以上,远高于其它功放。
高效率带来的好处:①功放发热小,器件工作温度低,寿命和可靠性都会明显提高;②体积和重量都远小于模拟功放;③体积、重量的大幅度降低,可以节约运输、安装成本,降低搬运、安装难度;④节约电能,降低运营费用。
四、主要功能及指标解释①效率举例:AB类功放典型效率25%,如果需要得到1kW的音频输出功率,需要输入的交流电功率为:1000÷0.25=4000kW,发热量为4000-1000=3000kW;D类功放的典型效率80%,同样输出1kW的音频功率,需要输入的交流电功率为:1000÷0.8=1250kW,发热量为1250-1000=125W。
从这个对比,很容易明白高效率的意义。
②有源PFC(有源功率因素校正)A、使功放成为电网的纯阻性负载。
最大限度的利用电能,减小对电网的污染。
1.4 什么是掩蔽效应?试举出日常生活中的例子。
答:掩蔽效应是指同一环境中的其它声音会降低聆听者对某一声音的听力,或者说一个声音的听阈因为一个较强声音的存在而上升。
当一个复合声音信号作用到人耳时候,如果其中有较强度的频率分量,则人耳不易察觉到那些响度较低的频率分量,这种现象被称为掩蔽效应。
日常生活中人们在打电话时用的手机就是用了掩蔽效应。
1.9 什么是立体声?立体声有那些成分?立体声有何特点?答:立体声是一个应用两个或两个以上的声音通道,使聆听者所感到的生源相对空间位置能接近实际生源的相对空间的位置的声音传输系统。
立体声由直达声、反射声和混响声组成。
特点:1)具有明显的方位感和分布感2)具有较高的清晰度3)具有较小的背景噪声4)具有较好的空间感,包围感,临场感1.10 人耳对生源的平面定位、距离定位、高度定位各依据哪些因素?答:根据双耳效应理论,可以从时间差、相位差、升级差及音色差四个方面来揭示人类听觉在平面范围内判断声音方位的机理。
人耳对生源距离的定位,在室外主要依靠声音的强弱来判断,在室内主要依靠直达声与反射声、混响声在时间上、强度上的差异等因素来判断。
生源的高度位置由声波在垂直面上的入射角和直线距离两个坐标量来确定。
直线距离的定位机理与前面所阐述的相同,而仰角定位是理论上尚未圆满解决的问题。
1.13 双声道立体声有哪些拾音部分?各有什么特点?答:双声道立体声采用两个传声器拾音,产生左右两个声道信号,供给双扬声器放声。
根据两个传声器放置方式不同,构成A-B制,X-Y 制,M-S制,仿真头制等拾音方式。
A-B制拾音方式是将两只型号及性能完全相同的传声器并排放置于生源的前方,左右两只传声器拾音后分别将信号送至左右两个声道。
两只传声器间距视生源的宽度而定,通常为十几厘米至几米。
传声器可使用全指向性或但指向性。
X-Y制拾音方式采用两只型号及特性完全一致的传声器,上下靠紧安装在一个壳体内,构成重合传声器。
QSC PLX2,PL2,CX,DCA专业功率放大器技术结构说明PLX2,PL2,CX,DCA系列专业功率放大器的概述:PLX2,PL2,CX,DCA系列功放是QSC音频制品公司基于相同技术和同一平台开发的针对不同市场的多个系列专业功率放大器。
这四个系列均是基于QSC 新一代的功放技术,全部采用QSC的Power Wave开关电源技术,具有大功率、性价比高的特点。
均采用了表面安装技术设计,所有的功放无论功率大小,均为19寸机柜安装,2U高,33cm深,重量也均为9.5Kg。
这四个系列的功放均具有专业广播级别的性能,包括几乎听不到的哼声和噪音(-110dB,20Hz-20KHz)和非常低的失真(0.03% THD 8Ω),同时具有削波限制器和低频滤波器等功能来提升性能和保护扬声器。
PLX2,PL2,CX,DCA的共有特性:1.采用PowerWave开关电源技术提供大功率输出。
2.一致的机箱,可以安装在标准的机柜上。
3.前面板上都有桥接单声道和平行输入LED状态指示灯。
4.都有金属的XLR平衡输入接口5.都有4芯Speakon和接线柱输出6.每个通道单独可选择的削波限制器和低频滤波器7.真正的软开机PowerWave开关电源技术介绍:1.从外观上看,PLX2,PL2,CX,DCA系列功放和市场上的一些功放有些相似,从把手,电源开关,输入和输出,LED指示灯等等。
但是从部来看,里面却是领先的音频功放技术:PowerWave开关电源技术。
2.开关电源早已存在,比如在个人PC电脑、电视,甚至电动剃须刀中,开关电源具有轻便、整齐等特点。
虽然开关电源技术早已应用在各种电器中,但是这些电器对电源的要求和音频功放设备对电源的要求却有很大区别,在电脑、电视等民用级别的电器上,电源的动态围要求并不高,而音频功放则不同,功放要放大的音乐、语音等音频信号的动态围很大,有些时候功放或许根本没有功率输出,但是会突然有大功率的信号输出到扬声器,所以对功放电源的电流输出要求非常大并且满足瞬间大电流的需要。
2955功率管参数2955功率管是一种常用的功率放大器器件,具有很高的功率放大能力和稳定性。
本文将从2955功率管的结构、工作原理、特性以及应用领域等方面进行介绍。
一、结构2955功率管是一种双极型功率晶体管,由三个区域构成:发射区、基区和集电区。
发射区为N型,基区为P型,集电区为N型。
其结构使得2955功率管具有双极性导电特性,可实现电流放大。
二、工作原理2955功率管的工作原理基于PN结的导电特性。
当基极与发射极之间施加正向偏压时,发射极注入少量载流子到基区,形成电流。
同时,基极与集电极之间施加反向偏压,使得集电极区域形成较大的电场,吸引发射极注入的载流子,从而实现电流放大。
三、特性1. 高输入阻抗:2955功率管具有较高的输入阻抗,适合作为信号放大器使用,可以有效降低输入信号源的负载。
2. 高输出功率:2955功率管具有很高的功率放大能力,可以将输入信号放大到较大的输出功率。
3. 稳定性好:2955功率管的工作稳定性较高,能够在恶劣环境下长时间稳定工作。
4. 耐压能力强:2955功率管具有较高的耐压能力,可以承受较大的电压。
5. 温度稳定性好:2955功率管的工作温度范围较广,温度变化对其工作性能的影响较小。
四、应用领域2955功率管广泛应用于各种电子设备中,特别是需要高功率放大的场合。
以下是几个常见的应用领域:1. 音频功放:2955功率管在音频功放电路中起到放大输出信号的作用,可以实现高保真的音频放大效果。
2. 开关电源:2955功率管可以用于开关电源中的开关管,实现高效率的电能转换。
3. 电机驱动:2955功率管可以作为电机驱动电路中的功率放大器,驱动电机实现精确控制。
4. 汽车电子:2955功率管可用于汽车电子领域,如汽车音响功放、电动车辆控制器等。
总结:本文对2955功率管的结构、工作原理、特性以及应用领域进行了介绍。
2955功率管是一种具有高功率放大能力和稳定性的双极型功率晶体管,广泛应用于各种电子设备中。
g类功放原理
功放,即功率放大器,是一种将电源信号放大到高功率输出的电子设备。
G类功放,又称开关功放,是一种高效率功放器件,具有优秀的功率放大能力和低能耗特性。
G类功放的原理基于脉冲宽度调制(PWM)技术。
它通过将输入信号进行数字化处理,将其转换为一系列脉冲信号,然后通过开关管驱动电路控制功放器件,在短时间内的“开”和“关”状态间切换,以实现信号的放大。
这种开关式的工作原理使得G类功放在电流和电压几乎没有同时存在的状态下工作,从而大大提高了功放的效率。
相对于传统的AB类功放,G类功放具有以下几个显著的优点。
首先,它的功率效率非常高,可达到90%以上。
这意味着在相同功率输出的情况下,G类功放比AB类功放的能耗更低。
其次,G类功放输出信号的失真较小,频率响应更加平坦。
此外,由于G类功放能够迅速开启和关闭功放器件,它具有较快的响应速度和较小的交叉失真。
然而,G类功放也存在一些缺点。
首先,由于开关式工作原理的不可避免,G 类功放输出信号中会出现高频调制成分,需要通过滤波电路进行处理,以消除这些高频噪声。
其次,在设计和制造过程中,需要精确控制开关时间和脉冲宽度,以避免失真和噪声问题。
综上所述,G类功放作为一种高效率的功放器件,通过脉宽调制实现信号的放大。
它在音频设备、无线通信、电力传输等领域得到了广泛应用。
在不断的技术创新和改进下,G类功放有望进一步提高功率效率和信号质量,满足不同应用场景的需求。
1 / 13 开关电源在音频功放中的应用
音频功率放大器常常使用的工频变压器,整流,电容滤波等环节,为
了得到更好的频响,往往把工频变压器的容量做得很大。同时把滤波电容的容量做很大,以达到“水塘”效应。因此线性电源系统存在体积大、质量重、成本高等问题。工频电源设计者一般会直接整流滤波后供功放部分,这样就有一个滤波电容的耐压值选取的问题。由于市电不稳压,会使变压器输出升高或降低。电压升高直接影响滤波电容的耐压值。造成电容损坏。而用DC-DC电源势必会使成本升高,功耗稍大。另外目前的DC-DC做不了很大功率,都在50W以下。当然还可以用三极管做调整管。让电压稳定在一定范围。但这个“调整管”会工作在线性区。功耗会加大。需要很大的散热器。效率也不高。稳定性不好等问题。
音频开关电源(以下简称开关电源)具有体积小、质量轻、效率高的特点,因而在电子产品中获得了广泛应用。但由于一般的开关电源在音频功率放大器中的表现并不尽如人意,因此它一直没能在高保真音频功率放大器中获得广泛应用。深入分析开关电源在音频功率放大器中表现欠佳的原因,是开发音频专用开关电源的关键。实践证明,基于对音频功率放大器电源的特殊要求和开关电源特点的分析结果,采取针对性措施设计的开关电源,在音频功率放大器中表现得很优秀。实验和主观听音评价都表明,它完全可取代其他形式的电源成为高保真音频功率放大器电源的主流。
2 开关电源的电磁干扰并不是主要矛盾 一般认为,开关电源的电磁干扰是影响其音质表现的主要因素,然而通过对这些干扰频率成分的分析,可以发现这实际上是一种误解。开关电源电磁2 / 13
干扰的形成有多种原因,主要包括如下几个方面: (1) 输入电路的电磁干扰 工频交流电经过整流滤波后是以导通时间短、峰值大的脉冲电流方式提供能量的。这种脉冲电流包含一系列的谐波分量。这些谐波分量会沿着传输电路产生传导干扰和辐射干扰。然而这种干扰并不是开关电源所特有的,它也出现在一般的使用电源变压器的电容滤波整流电路中。因此这并不是开关电源的主要干扰。 (2) 开关回路产生的电磁干扰 开关回路产生的电磁干扰是开关电源的主要干扰源之一。开关电源的功率变换管工作在大电流开关状态,其变换波形为矩形波。由于矩形波具有丰富的奇次谐波,因此,会产生特有的谐波干扰。事实上,变换波形不可能是理想的矩形波,开关功率晶体管开启和关断瞬间矩形波会产生畸变。开关功率晶体管负载是高频变压器,由于高频变压器的初级线圈与储存在开关管寄生电容中电荷的作用,在开关管导通的瞬间,变压器初级会出现很大的电流,会造成一种幅度较大的尖脉冲,叠加在矩形波的起始部分,其频带较宽且谐波丰富,会产生高频干扰。当原来饱和的开关管关断时,由于变压器的漏磁通,致使一部分能量没有从一次线圈传输到二次线圈,储藏在漏感中的这部分能量将和集电极(或漏极)电路中的电容、电阻形成带有尖峰的衰减振荡,叠加在关断电压上,形成关断电压尖峰,其特点也是谐波丰富,并且频率很高。这些谐波干扰可以传导到输入输出端对电网和负载形成传导干扰。另外,由高频变压器的初级线圈、开关管和滤波电容等构成的高频开关电流环路可能产生较大的空间辐射,形成辐射干扰。 3 / 13
(3) 二次整流回路产生的电磁干扰 二次整流回路一方面会产生和一次整流回路类似的谐波干扰,但由于变换频率远高于工频,因此这种干扰的频率要高很多。另一方面二次整流二极管在正向导通时会使PN结内的电荷积累,二极管加反向电压时积累的电荷会消失并产生反向交流。由于开关管变换器的频率较高,二极管由导通转变为截止的时间很短。因此,要在短时间内使存储的电荷迅速消失就会有很大的反向浪涌电流流过变压器,在变压器漏感和其他分布参数的影响下,也会形成频率很高的电磁干扰。 纵观这些干扰,可以看到,它们都是一些超过电源开关频率的高频干扰。文献[3-4]指出:开关电源电磁干扰的频率都高于开关电源的开关频率。电磁兼容性不好的开关电源确实会影响收音机、电视机、移动通信设备等无线电设备的正常工作。但如果将开关频率设计在100 kHz以上(采用MOS管一般可将开关频率做到200 kHz),即使对这些干扰不采取特别的措施,也不会影响到通频带相对比较窄的音频功率放大器的正常工作。 事实上,正因为开关电源存在各种各样的电磁干扰,在开关电源几十年的发展过程中,人们也在降低其电磁干扰方面做出了很大的努力。通过吸收电路降低电路中电压和电流的变化率;使用软开关技术修正变换波形;使用EMI滤波技术抑制开关电源的传导干扰;选择合适的驱动电路,控制开关开启和关断时电压和电流的变化率;优选元器件(包括功率管、二极管、变压器等);进行合理的PCB布局、布线及接地,减小PCB的电磁辐射和PCB上电路之间的串扰;加强屏蔽等措施。设计出符合EMC(电磁兼容)标准的开关电源已不难。 3 音频功率放大器开关电源形式的选择 4 / 13
音频功率放大器电源要求功率储备量大,只有这样才能应付交响乐巨大的动态;同时由于经常处于负载的迅速变化中,电源的反应速度必须非常快,才能还原那些猝发性的高频信号。大的功率储备量和高反应速度是设计音频功率放大器专用开关电源的两条基本原则。通常的开关电源没有在这两方面做出特别的考虑,这正是它们无法适应音频功率放大器的根本原因。事实表明依照这两条原则设计出来的开关电源,在音频功率放大器中的表现是优秀的。 开关电源的高频变换电路形式很多,常用的变换电路有推挽、全桥、半桥、单端正激和单端反激等形式。半桥式变换器电路因为比普通单端式电路输出功率大得多,比较适合在瞬时输出功率大、动态范围大的音频功率放大器中使用,此外高频变压器初级在整个周期中都流过电流,能防止高频变压器磁芯出现单向偏磁发生磁饱和,磁芯体积利用得更加充分,在同样的功率下磁芯可用得更小。同时它又克服了推挽式电路的缺点,对功率晶体管配对程度要求较低,对晶体管耐压和输入滤波电容耐压要求也比较低。加上它比全桥式变换器结构简单、成本低,所以它是音频功率放大器开关电源首选的变换形式。 开关电源的稳压是通过调节功率开关管的占空比来实现的。常用的改变占空比的控制方式有2种:即脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)和脉冲频率调制(Pulse Frequency Modulation,PFM)。脉冲宽度调制器根据开关电源输出电压,自动地改变方波脉冲宽度,从而改变功率晶体管的导通时间,以此稳定开关电源的输出电压。脉冲频率调制器则保持导通时间不变,根据开关电源输出电压,自动地改变方波频率而改变占空比。由于频率控制方式的工作频率是变化的,后续电路滤波器的设计比较困难,因此,音频功率放大器的开关电源也与绝大部分的开关电源一样,适宜采用PWM控5 / 13
制。大多数开关电源均采用电压型控制电路。其基本工作过程为:比较电路将经采样后的输出电压与基准电压相比较,当某种因素引起输出电压变化时,比较结果将产生误差信号,开关电路的脉冲宽度则受放大后的误差信号控制,达到稳定输出电压之目的。这种控制方式与文献[2]中分析的具有比较放大电路的线性稳压电源存在相似的缺点:误差放大电路会影响电源的瞬态响应,当负载迅速变化时因调控网络的滞后,电源输出电压会出现瞬间下跌。因为晶体管音频功率放大器等价于一个阻抗迅速变化的负载,而采用电压型控制电路的开关电源因不能跟踪这种迅速变化,所以并不适合于音频功率放大器。 从电源的输出端看,由于输出电压相对比较稳定,△U总是比较小的,误差信号必须经过放大才能驱动PWM电路。反观输出电流,由于总体来说电源内阻较小,因此只要有微小的△U,就会反应为很大的△I。如果将△I直接加到PWM电路中去,利用它控制脉冲宽度,从而调整输出电压,就跳过了误差放大环节,电源的反应速度将大大提高。这就是电流型控制电路。因此,采用电流型控制电路的开关电源瞬态响应(达10μs级)要远优于电压型控制电路(仅ms级)。由于电源的内阻不是线性电阻,电流控制比较难实现高精度。因此,晶体管音频功率放大器开关电源应该同时引入2种控制方式。 开关干扰虽不是影响音质的主要因素,但为了达到电磁兼容标准,采取了各种常规的抑制干扰措施,并加上软开关技术。图1是适合音频功率放大器的开关电源工作流程图。 6 / 13
依照图1设计的1000W,±70V音频功率放大器开关电源不论从测试情况看还是从实际工作表现上看都很优秀。 4、 100 Hz纹波的测试 开关电源首先直接对交流电进行整流滤波,然后再进行开关变换、二次整流、PWM控制稳压。在整个过程的前端会产生频率为100 Hz的纹波,这种可能对声音造成污染的纹波分量的大小是反映电源品质的一个重要指标。由于滤波电容一般都用得不是很大(2 000μF左右),重负荷时前端产生的纹波是比较强的,虽然在后面的过程可消减这种纹波,但并不能完全消除它。图2~3是在4 A的负载电流下对电源纹波进行定量测试的结果,测量方法与文献类似。 7 / 13
从图中可看出,纹波的P-P值约为20mV,虽然比文献中的线性稳压电源高了5倍,但仍然很小,特别是在负载电流比较小的情况下纹波更小,实践表明,将开关电源实际应用到晶体管音频功率放大器中去时,并不会造成100 Hz的交流声干扰。 5 、开关干扰的测试 图4~5是在4 A的负载电流下对负载端电源传导干扰的定量测试结果,测量方法与纹波电压的测量类似。从图4可看出主干扰的幅度约为1 V(P-P),并不算大。从图5可看出主干扰的频率约为7 MHz,远远落在音频范围之外,故不会对音频功率放大器的工作造成影响。