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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经典A系列功放成长记(三) A1000的升级改造,A100的尝试(2017)
此文为笔者2017年3月7日首发于微信公众号。讲述了欣乐音响店A系列功放研发制造的系列过程,特别整理重发。
“经典A系列功放成长记”系列第一篇《经典A系列功放成长记(一) 初试A1000(2017)》,第二篇《经典A系列功放成长记(二) A1原机、仿机的对比(2017)》。这一篇,笔者将回忆经典A1000的第一次重大升级改造。
仿A1000由于推力足,音色美,故推出后备受烧友关注出支持。无奈当时尚在业余制作,实在难以承接这种极费工时的活计。不过倒也给了笔者足够的时间间隔,可以在不断的发烧历程中,对其进行考量和改造。
初版A1000,由于机箱、散热受限,只采用了400W环牛供电,总计4万uf的水塘电容。虽然总体音效,可以说胜过A1原、仿机,但笔者总觉得仍有不少潜力尚未挖掘。于是这次升级改造,大胆采用了前、后级分开,更大的机箱、环牛和电容,两声道分别独立供电。
进行升级改造前,笔者查阅了A1000原机的相关资料图片。原机仍然是合并式设计,前、后级装在一个机箱,变压器则放置在一个单独机箱。前级、后级各采用一个变压器供电。
应该说,笔者这次升级改造,从设计上来说,已突破了原机作为合并机的定位。
机箱到货了,选择了一个很大的铁铝后级机箱。这下空间和散热,应该没多少顾虑了。
电源部分,当时受一些同道洗脑,于是采用了恒达最高规格的HDV环牛。结果20天左右才到货。质量貌似不错,还是让人信心满满。
关于手工制作这个环节,前两篇均有一些介绍,就不再赘述了。总之耐心+细心吧,还有各种挥汗、磨手……
内部空间充裕,于是走线可以比较讲究了,这就是铁铝大机箱的好处。
终于完成了这个大制作!最后的整机,后级重达21公斤左右,前级也有5公斤多了。
这次重大升级改造,应该说继续为笔者带来不少惊喜:
首先,推力明显感觉增强不少。初版A1000,应该说在后来与笔者仿奇力ksa50的对照中,推力上逊色一筹,故笔者自家的12寸大箱,已换用ksa50听了不少时日。但新版本的A1000,推力上已与ksa50并驾齐驱,更有匹配前级的优势,表现更全面,音色更美。
其二,前、后级分开,后级两声道独立供电,带来了清晰度的提升,还有动态表现上的明显优势。
其三,更大的机箱空间,使得走线相当合理,电源、元件、信号线相互干扰降至很低,背景明显干净不少。
总之这次升级改造,应该说让A1000,迈上了一个比较高的台阶。初始版本的A1000、A1这些,应该说在与音乐传真A1原机的对比中,各有千秋。但改造后的A1000,不客气地说,的确是完胜A1原机了。而且在笔者当时接触的万元内各种厂机、仿机、胆机,应该说能胜这套A1000的,很难。唯一的麻烦,是后级采用两个300W变压器供电后,热量进一步升高。虽然这次采用了更大的机箱和散热片,但温度还是达到了60度左右的常态。这50W纯甲机,的确还是让人揪心啊。
升级版A1000完工后不久,正好赶上当时笔者两对大箱试音出货。一对绅士宝6640+4741+8861,一对6640+魔雷634+伊顿11-581,都是很牛的配置啊。好在A1000都不辱使命,当时两对好箱,都推出了相当不错的声音。
4年多前完成的这套升级版A1000,在之后一段时间内,都承担了笔者店中多数定制音箱的试音任务。应该说,以频响、音色而言,这机子确有过人之处。事实上A1000线路,仍有继续提升和发挥的潜力,只是当时笔者并未知晓。这当然是后话了,将在后面的话题中继续分享……
在进入第四季之前,得另外岔出一个话题,那就是3年半前,笔者完成的一台经典A100。
这种每声道2对大功率管,30W甲类功率的机子,其实是一对管的A1,4对管的A1000之间,一个很好的补充。
由于之前初版的A1000,已改造为大型的前、后级功放,体积和重量,比较庞大。A1虽然已经能够从容应对多数5寸、6.5寸书架箱,却仍然难以搞定一些采用大食单元的箱子。比方说绅士宝8545、8531、8741,魔雷638,惠威D6.8等等。很多客户,仍需要一台尺寸重量适中,推控能力出色的功放。
于是笔者尝试采用初版A1000的中型机箱,制作了一款A100功放。当时的配置为400W环牛,4万uf水塘,集成喇叭保护板。
这台机子,也的确达到了设想所需。应该说对店中所有书架音箱,都有比较好的推控,音质音色平衡耐听。成本和价格比较平,所以笔者也乐于推荐给需要实惠功放的烧友。
A100机子,比较得意的事情,是搞定了朋友家的一对绅士宝6620+威发ne123+ne225。那对箱是店主帮老友所配,实惠好声。但说实在ne225低音喇叭,并非一盏省油的灯。但朋友执意要一台体积小些的机子,以免影响家居摆放。当天试了两台功放,这台A100还是脱颖而出,多少让笔者都有些惊喜。
在之后的实践中,A100的确可以搞定店上多数8寸落地音箱。唯原本IC前级,应该说难达完美;若音质要求高,则建议制成纯后级为用,另配一分立元件的优质前级,将会有更好表现。
看到此处,大家可能会觉得,一直是从胜利走向胜利,难免有些审美疲劳了。那之后的第四季,会出现重大转折,内容将是这些DIY机子的败阵和挫折!敬请关注……
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