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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四 功率放大器之OTC、OTL、OCL及BTL
4.5 功率放大电路的输出方式
在功率放大器的设计过程中，输出级的电路对于实现高质量的音频放大效果至关重要。主要有OTC功放、OCL功放、OTL功放、BTL功放等不同的输出电路。
OTC功放
变压器耦合(Output Transformer Coupled,简称OTC)功放是传统的输出电路设计，在乙类工作状态的基础上，两个输出管在正负半周轮流导通，互补推挽，使用输出变压器来实现信号的耦合和阻隔。这种设计具有一定的优势，如能够提供地隔离、适应不同负载，实现有效的音频传输。但是，体积大、沉重，也影响了频率响应、音质变差，现在多数情况下已不再采用。但因容易实现阻抗匹配，仍作为定压功放，在城市的背景音乐广播系统，及农村有线广播站得到广泛应用。
变压器耦合功放
OTL功放
在变压器耦合功放基础上，去掉变压器，使用1只电容充放电，分别实现正负半周信号的放大，即为无输出变压器（Output Transformer-Less，简称OTL）功放。适用于低阻抗负载。它能够提供优质的音频表现和低失真，同时能够保持较高的频率响应。OTL功放对电源稳定性要求较高，且需要较大的电容来驱动电路，实现高功率输出。
OTL功放
OCL功放
OTL功放有大电容，体积仍较大，而且也影响频率响应，去掉输出大电容，就构成了无输出电容（Output Capacitor-Less，简称OCL）功放。这种设计避免了电容对声音质量的潜在影响，能够提供较好的音频保真度。然而，OCL功放也存在直流偏置问题，需要采用正负电源,才能保证两个管子正负半周轮流放大。目前大多数功放采用OCL方式。
OCL功放
BTL功放
将扬声器连接在两个功放输出级之间，实现更大的输出功率，称为桥式推挽功率放大电路（Bridge-Tied Load，简称BTL)，适用于需要高音量的音响系统。然而，BTL功放需要保证两个输出级的对称匹配性和电源稳定性，电路设计较为复杂
BTL功放
功放输出电路选择
在选择功放输出电路时，变压器耦合功放适用于背景音乐广播系统及农村有线广播站，OCL和OTL功放适用于一般音响系统，OCL用得多一些，需要使用双电源，OTL功放可以单电源供电。如果需要更高的功率输出，BTL功放可能是更好的选择，但电路更复杂，需要更好的对称性和稳定电源。
BTL功放板
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