迷你低电压BTL功放DIY——功率3W，待机电流仅01微安

随着各种便携式数码产品的普及，对功放IC的要求也越来越高。像以前常用的LM386、TDA2822M这类功放IC的外围电路较复杂，在低电压下输出功率小，并且待机耗电也较大。本文介绍一款用迷你音响里常用的低电压BTL功放IC制作的迷你BTL功放电路，其工作电压范围为2～6V，并且电路简洁，输出功率大（在电源电压为5V，RL为4Ω时，输出功率可达2.5W）。该功放电路还带有关断控制端，可以输入一个TTL信号来控制整个功放电路的工作与否，处于关闭状态时，整个功放电路的待机电流仅有0.1μA。

▲ 迷你低电压BTL功放电路原理图。

电路如上图所示。LM4871 是美国NSC公司生产的一款适用于各种便携式数码产品的低电压BTL功放IC，其工作电压范围为2～6V，静态电流为6.5mA（典型值），若处于关闭状态时，整个IC的工作电流仅有0.1μA。

​▲ LM4871的内部电路框图。

LM4871功放电路的闭环放大倍数可由④、⑤脚外接的电阻R1和R2调整。减小电阻R1的阻值，或增大电阻R2的阻值，皆可提高电路的闭环放大倍数。由于该功放电路的输入电阻就是R1的阻值，故R1不宜取值过小。想提高电路的放大倍数，一般通过增大R2的阻值来实现。 本电路的最低工作频率由C1和R1决定，增大C1的容量，可以使电路的低音更丰富。一般C1的大小视前级信号源而定。​

LM4871引脚功能介绍

​​​​​▲ LM4871的引脚功能。

LM4871的①脚为关断控制端，该端为高电平时，LM4871处于关断状态，此时整个电路不工作，处于微功耗待机状态。正常工作时，①脚应接低电平。 LM4871的关断控制功能很实用，譬如用于热释电红外报警器的功放电路，平时前级检测电路输出一个高电平信号加至LM4871的①脚，使其处于关断状态，这样可以减小静态耗电。若需要发出报警声时，只要输出一个低电平信号，即可使LM4871工作。假设采用TDA2822M作为功放电路，想关断该IC来降低静态耗电，需要添加电子开关才能实现。

LM4871的②脚为电压基准端，该端一般通过一个1μF的电容接地；③、④脚分别为同相输入端和反相输入端；⑤、⑧脚为BTL输出端；⑥脚为电源正端；⑦脚为电源负端。

▲ SOP-8封装的LM4871的外形。

LM4871的封装一般有两种，即DIP-8封装和SOP-8封装。一般SOP-8封装的更常见一些。​

▲ LM4871的主要电参数。

从上图可见，LM4871在电源电压为5V时，若RL为3Ω时，输出功率为3W；RL为4Ω时，输出功率为2.5W；RL为8Ω时，输出功率为1.2W。

制作时，电容C1～C3可以选用独石电容或瓷片电容，C4选用470μF/10V的铝电解电容。若不需要使用LM4871的关断控制端，开关K亦可以省略，而将LM4871的①脚直接接地。上述的LM4871构成的BTL功放电路可以直接使用一节18650锂电池作电源，将锂电池及整个电路装在音箱里，这样便可以作为迷你有源音箱使用。

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雅马哈功放不开机故障检修1例

故障现象：一台雅马哈RX-V465型AV功放不能开机，荧光显示屏无显示，所有按键没有任何反应。

分析与检修： 反复检查外部电源插座供电正常，插头接触良好，并且音箱的负载线也正常，初步判断为功放内部电路发生故障，估计是晚上交流电源的浪涌电压造成电源部分损坏或保险丝（熔丝管）烧了。因为功放机有待机功能，所以始终处于待机状态，没拔过电源插头。

原以为这台功放使用的是变压器供电的线性电源，打开机器后察看，发现其采用的是开关电源，并且交流输入回路的保险丝正常，电源板上的元器件也没有明显的发黑和烧毁现象，看来故障没有想象的那般简单。功放的问题看起来有点小复杂，要想修复，常规的电子产品设计，依据功能模块来划分，绝大多数的都可以分成电源变换、信号处理、控制或显示部分3大部分模块组成。对AV功放而言，其电路基本包括：音频信号处理、功率放大级、控制及显示系统、节目源信号输入输出部分的切换选择、电源供应5个功能部分。很显然，这台雅马哈的AV功放很有可能是电源部分出了问题。

图1所示为机内电源部分的实物图，红线圈出来的部分是电源相关的PCBA板。为了便于故障的分析与检修，依据实物画出相关电路的原理图，如图2所示。

图1

【提示】日系的影音产品中，除少数插件外，绝大多数器件均为贴片件。贴片技术的广泛应用对业余维修来说，最大的障碍就是器件规格型号难以辨认，致使非产品设计人员在根据实物绘制电原理图时，器件的规格型号难免不完整，所以图2中的器件和位号仅供分析参考。

图2

根据图2可知，AV功放的电源由2部分构成：一部分是由TOP254PN为构成的开关电源，为MCU电路提供待机用的5.5V电源；另一部分为常规的EI型变压器为核心构成线性电源，该电源的工作状态由继电器RY371（见图3）进行切换，受MCU的控制。开不了机，首先要确认微控制器电路的5.5V供电是否正常。通电后，用万用表测量待机电源输出端CB379处的电压为0V，再测整流输出端的直流电压为310V左右，表明市电整流、滤波电路正常，问题出在开关电源。断电后，脱开连接器CB379，检查负载无短路，测开关电源输出侧整流器件D3709和滤波电容C3712~C3716等器件均正常，说明故障发生在开关电源的功率变换部分。

图3

图4

检查电源模块TOP254PN周边元器件未见异常，在线测试时，发现TOP254PN2脚对地阻值近于0，怀疑TOP254PN内部损坏。拆掉该模块后，测量其2脚对5脚的阻值为0，说明它内部电路的确短路。更换新模块后，测2脚对地阻值恢复正常，通电后测开关电源的输出电压仍为0，说明开关电源还有故障。重新测TOP254PN的各脚电压，发现2脚电压仍异常，居然在50~64V间变化。根据图2分析，怀疑光耦合器IC372损坏。该光耦合器的型号为EL816，而非常见的PC817。能否相互代换呢？经查，两者的主要区别在输出耐压上。EL816的输出耐压值为70V，PC817的输出耐压仅为35V，很明显，是不能直接替代的。

手头没有该规格器件，购买又要等很久。无奈，重新察看图2，发现用于市电检测的IC375也使用了EL816。通过图2可知，IC375工作在开关状态，给系统控制电路提供市电检测信号。应急修理时，拆除IC375后，直接将IC375的输出侧短接应没问题。于是，将IC375上的EL816安装在IC372的位置上，再将IC375的输出端用焊锡短接（见图4）。焊接无误后通电，测开关电源仍没有5.5V电压输出，维修顿时陷入困局。反复分析和检查外围元件都正常，怀疑IC372损坏后，有可能导致TOP254PN2脚内部电路损坏。测量TOP254PN的确损坏，再次更换OP254PN后通电，测开关电源输出的5.5V电压正常，面板显示、按键控制功能恢复异常，接入音源，输出音乐正常，故障排除。

【总结】本机不开机故障是因待机电源的 TOP254PN、IC372损坏所致。检修此类故障，确认TOP254PN损坏时，不要忽略检查IC372等元件，以免更换后的TOP254PN再次损坏。

另外，影音类等家用电器若不经常使用，建议拔掉电源插头，这不仅节能，而且可以避免夜间电网异常引发故障。

【注】该机短接IC375的输出端后MCU能正常工作，而对于很多机器不能为MCU提供市电检测信号，会导致MCU不能工作或工作异常。因IC375为MCU提供检测信号，其输出端电压较低，所以维修时建议在此处安装PC817，确保为MCU提供正常的市电检测信号。

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