功放常用的元器件知识
玩音响是一个系统工程，DIY功放同样如此，除考虑成本外，还要考虑元器件的采购与选配，以及相关器件与各种板卡的装配，不是随便购买器件就可用的。
1、ZY~01型散热器
在专业音响领域，专业散热器大量使用，如下图所示为ZY~01型散热器的外观图。
其中图上为内侧页面，图下为外侧页面与页面宽度。该散热器分A、B两款，A款内部叶面高度为90mm，外部叶面高度为120mm, 叶面厚度为65mm。B款内部叶面高度为60mm，外部叶面高度为84mm, 叶面厚度为60mm。
以图所示的散热器为例，其底部可平放在机箱低部，功率管可固定在内侧的叶面上，上下的两个叶面都可安装功率管，功率管可对称安装，如下图所示。
散热器的长度可根据需要截取，比如15cm、30cm、80cm等等，可安装多对大功率管，如图所示。
好思路我们要学习，好器件我们要借鉴，若DIY功放，ZY~01型散热器是一个较好的选项，可能我们不必装配很多对功率管，2~4对大功率管即够，并且可把电压放大级部份电压放大管与电流放大级的中功率预推动管、大功率推动管及温度补偿管与热敏电阻都安装在ZY~01型散热器一起，如下图所示。
站在发烧的角度来看，虽然ZY~01型散热器不能满足部份高烧人士的需求， 但该散热器较实用，我们可以用该散热器直接当作后级功放的侧板用，这时散热器可外露以加强散热。该散热器也可内置在机箱内，左右声道各用一个，方便整体部局，如下图所示。
2、大功率功率管
多数音响发烧友对一些平价易购的器件视而不见，总喜欢购一些炒作的“管王”或“发烧器件”，但“管王”或“发烧器件”都是相对的，是在特定时期或在特定环境下为了某些利益被少数人称呼。在专业音响， 低价的原装小功率管2N5551、2N5401大量使用，发烧友确看不上它，情愿采用贵数十倍售价的小功率发烧管、金封管，不愿从电路上去挖掘潜能。如今发烧管众多，国内市场易购的大功率对管达数十种，但考虑到使用场所不同，优先考率如下5款：2SK1058、2SJ162；2SC5200、2SA1943；NJW0281、NJW0302；2SC3858、2SA1494；MJ15024、MJ15025。部份参数如下：2SK1058、2SJ162：100W、 7A、160V、TO-3P；2SC5200、2SA1943 ：150W、 15A、230V、TO-3P；NJW0281、NJW0302：150 W、15A、260V、TO -3P；2SC3858 2SA1494：200W、17A、230V、MT -200；MJ15024、MJ150 25：250W、16A、250V、TO-3。
由于易购、平价的2SC5200、2SA1943；NJW0281、NJW0302；2SC3858 2SA1494；MJ15024、MJ15025被很多专业音响厂或HIFI音响 生产厂家大量使用。
如上图所示，这些大功率管售价低主要原因是国内这些厂家使用量大，功率管生产厂家特有的销售策略，使其盟主地位多年不被动摇。
3、氧化铝散热片
音响生产厂家多使用矽胶片与云母片作集成IC功放与大功率功放管的绝缘与传热， 如下图所示：
由于售价低，这两种绝缘片被大量使用，矽胶片方便裁剪，导热系数为1 w/m. kz左右，一些小功率集成IC功放大量使用，如TDA2030、LM1875 等等。云母片导热系数为1~2w/m.k，一些大功率对管大量使用，如 2SC5200、2SA1943 与 2SC3858 2SA1494 等等，云母片较脆，需凃导热硅脂配合使用。这几年国内已有厂家开发生产了氧化铝绝缘片，传热性能大幅提高，导热系数为25w/m.k左右，长期工作温度最高可达1480℃，如下图所示，一些高级音响生产厂家使用。
4、电容
A.滤波电容：
这几年国内部份电容器生产厂家为适应市场需求，开发了很多规格的音响用电容。如HS系列容量为4700μF、6800μF、10000μF，耐压 为50V、63V、80V、100V等多种规格的FOR audio电容，还可定制特殊规格的电容。通过材料设计、工艺突破、结合核心电解液添加剂，这些电容有如下特点：低损耗、低E.S.R 、低漏电、耐高纹波电流等特点，85℃带负载寿命5000小时；105℃带负载寿命4000小时。HS系列电容可让音响系统其音效声场清晰、低频更加厚实、中频自然顺滑、高频晶莹透彻更有鲜活感，具有挑战进口名牌电容的实力，主用于HIFI级功放、专业音响电源滤波，如下图所示为国产HS系列 10000UF 80V电容的外观图。
B.CBB电容：
国产金属化聚丙烯轴向电容器即CBB电容，用镀金属聚丙烯膜作为电解质、电极绕制而成，采用镀锡铜线环氧树脂灌封，容量在0.01μF~100μF，耐压在100V~630VDC，损耗角正切值在0.01%~0.08%，在音箱分频与胆机制作大量使用，如下图所示，国产电容具有较高的性价比。
部份采用铜膜或银膜的电容损耗角正切值小于0.005%，能够满足特定用户的需求。
5、变压器：
A.电源变压器
功放电源变压器几乎都是在国内加工生产，为国内专业音响厂订制的大功率变压器铁芯多选用进口整条0.23mm或0.27mm的直纹片或斜纹片卷制，230V输入范围可达到300V不饱合，230V~260V无震动、无牛叫、无噪音。采用无氧铜漆包线绕制线圈，采用无氧铜杆镀银线、或裸铜电子线作引线，外观多采用透明、白色、黑色、聚脂膜、高温黑纱布封装，如图15所示，这类订制的变压器同样可用于DIY HIFI功放。
B.音频变压器:
小功率音频变压器多用来隔离、滤波、声音处理等。
6、功放电压放大模块：
国外很多公司上世纪八十年代与九十年代推出了很多功放驱动模块，可简化电路设计，使生产功放简易很多，在发烧圈STK3048与STK6153较为“受宠”。国内外也有厂家开发出一些音响模块，如马兰士的HDMA电压反馈模块与电流反馈模块。时过景迁，很多模块已退出市场，比较看好的是国内的 LM4702、LME49810与LME49830 ，如下图所示。
特别是LME49810 、LME49830高耐压，最高可达正负100V供电，可输出较高的电压信号，若两路桥接，意味者业余条件下也有可能制作100~1000瓦的大功率功放。可看作LM4702是双声道设计、内部不包含电流放大级预 推动级，也可看LME49810 、LME49830是单声道设计、内部已包含电流放大级预推动级。
7、电子管：
国内库存还有很多国产电子管， 部份电子管用于制作前级或小功率功放， 本报有很 多电路可参考， 部份国产低价冷门管可开发用于音响领域，如图所示。
若较难购到功放推动模块，或者追求各性化的声音，也可采用前胆后石、胆石混合等方案，即用电子管作电压放大推动大功率晶体管制作的0DB功放，国内有少部份商品机采用此方案。
专业功放的维修方法及步骤
1．打开机壳别通电左右主板看一遍
为了避免故障机通电造成二次损坏，维修时，不要先通电试机。打开机壳详细查看一下左、右声道主功放板，看是否有管子炸裂、电阻烧焦、保险管烧黑等明显损坏。
2．在路测量功率管大管是否有击穿
如果从表面上查看左、右主板无明显损坏，可用指针式万用表Rx1挡在路测量大功率管的集电极与发射极之间是否有短路击穿现象。NPN -侧用黑表笔接集电极，红表笔接发射极，PNP -侧交换表笔测量。正常时应是阻值无限大，表针不摆动。如果机内电容还有存电，表针闪动后会回到原位。如果表针指示阻值为0Ω或阻值很小，说明功率管有击穿现象。一般只要一侧功率管有击穿，另一侧功率管很可能也有击穿。在路测量三极管的三只引脚之间的电阻是检查电路的基本方法，从而不必拆下管子大体判断是否击穿和开路。用MF47型万用表Rx1挡在路测量大中小功率管的脚间电阻，正常管子测量结果如下：正向测量，大功率管Rbe≈12Ω、Rbc ≈12Ω、Rce=∞(不导通）；中功率管Rbe≈15Ω、Rbc≈15Ω,、Rce=∞:小功率管Rbe≈20Ω，Rbc≈20Ω、Rce=∞；反向测量，均不导通。场效应功率管在路测量除漏极与源极反向测量内部二极管导通外，其余各脚之间应均不导通。
3．所有大管无击穿通电用耳听其间
如果经检查没有发现功率管有击穿现象，可通电试机。开机后用心听机内声音，专业功放一般都设置有保护续电器， 而且是每个声道一个，继电器吸合时会发出清脆的“叭嗒”声。有两次响声说明两个继电器都已经吸合，两路主功放电路基本正常，故障可能在外围输入与输出保护 电路。如果听不出是两个还是一个继电器有动作，可用手指按住继电器后开机。继电器吸合手指会有振动感。如果继电器在延迟几十秒后都不吸合，说明主功放电路 有故障。
4．大管不会全击穿射极电阻拆一端
如果功率管有击穿现象，而且所有管子测量结果都一样。此时不要一个个都拆，因为一侧的功率管全是并联关系，只要有一个击穿就会形成这样的测量结果。在实际维修中发现，一般都是个别管子击穿。把所有功率管发射极的陶瓷电阻脱开一端，再测量集电极与发射极电阻，击穿的管子就会暴露出来。这样便可只拆除坏管，省去功率管全部拆卸的麻烦和避免对印刷电路板的损坏。
5．查出坏管查周边三脚外围遭牵连
功率管一旦击穿，其三个极间就会完全导通，电源电压直通输出中点时必然要烧断发射极0.25Ω/5W的陶瓷电阻，如果该电阻没被烧断，就一定有别的地方出现开路现象，如保险管烧断或印刷板的铜箔熔断等。与功率管发射极相连的过流保护取样放大管功率管击穿，与基极连接的推动管击穿，上下推动管发射极电阻必然随之烧断。当上下推动管击穿后，恒压偏置管的损坏就很 难避免。在G类放大电路中，输出功率管的击穿多发生在强信号输出状态，这时，高压供电已经启动，作为高压供电开关的功率管或场效应管将会与输出功率管同时损坏。
6．脱开电阻暂不焊安全供电细查验
更换所有坏件后，不要急于恢复功率管发射极的陶瓷电阻脱开那一端。如果有功放维修电源，便可放心通电检查。如果没有类似的安全电源，使用原机正负电源时，可用两只100w灯泡分别串接在功放主板的正、负供电电路上。 100W灯泡的热态电阻是484Ω，正常功放主板的静态电流仅几十毫安，灯泡不会亮。如果电路中仍有严重短路故障，灯泡会发光，灯丝电阻将起到保护作用，防止电路再次损坏。对于具有两组供电电压的G类功放电路，供电要接在低压供电端，供电后对电路的关键点电压进行测量。
7．电压检查两关键大管偏置和中点
专业功放都属于甲乙类功率放大器，功率管偏置电压在0.3V—0.5V之间。通电测试不安装功率管脱开的发射极电阻，是为了防止偏置过高，集电极电流过大而影响测量。如果原电路两只推动管发射极只使用一个电阻，不与输出中点连接，当所有功率管发射极电阻脱开后，输出中点等于悬空，输入端失去直流负反馈，不能 对输出中点电压进行伺服控制。因此，需要在两只推动管的发射极与输出中点之间各接一只30Ω,的电阻或正向各接一只二极管。如果原电路中两只推动管的发射极各有一只电阻与中点连接，则可不再加电阻或二极管。这时，测量功率管基极对输出中点的电压应该是±0.3V~±0.5V。采用场效应功率管的功放，栅极对输出中点的电压应小于1.2V。输出中点对输入地的电压应该是0v，对于像QSc系列功放之类采用集电极接地的电路，其输出中点是电源主电解电容交汇处的悬浮地，功率管偏置电压是测量基极与电源之间的电压。这两个关键点电压正常后，方可把功率管发射极电阻脱开的一端按原位焊好，并拆除外加的电阻或二极管。
8．偏置中点全过关先静后动保安全
在安装好整个电路后，仍然使用维修电源或正负供电串联灯泡的方法给主功放板供电，进行全恢复后的测试检查，检查重点仍然是功率管偏置和中点电压。这时，可直接测量功率管b、e结电压，0.5v以下均为正常。场效应管偏置应不大干正负1.2V。中点电压只要不超过正负0.25V，而且无忽大忽小的波动，便说明静态是正常的。这时，可拆除维修电源或串联的灯泡，接入原机正负电源，接上音箱并输入音乐信号，进行动态试机。由小到大缓慢调整音量，大音量试机后，触摸功率管表面略有温升，说明维修圆满成功。
9．大管偏置不在 限 偏置电路是重点
在进行第7步关键电压测量时，如果功率管基极与输出中点的电压超过0.5v的界限， 说明偏置电压过高。其原因，一是更换的恒压偏置管与原来的管子参数偏差太大，二是偏置管基极的上偏置电阻开路或变大。如果检查偏置管和电阻没问题，可调整与偏置管基极连接的可调电阻，将功率管基极与中点的电压降到0.5v以下。如果电路中没有可调电阻，可先在上偏置电阻两端并联一只相同阻值的电阻，然后根据并联后的测量结果适当调整并联电阻的大小。若测得功率管基极与输出中点的电压是0V，则可通过测量偏置管c、e极间电压判断故障所在。正常时，偏置管的c、e极间电压是2V左右。有此电压说明推动管没导通，故障在推动级；无此电压，一是偏置管击穿，二是偏置管基极下偏置电阻开路，偏置管饱和导通。若偏置管与其偏置电阻无问题，说明故障在前边电路，应查电压放大级和差分输入级。采用运算放大器为输入级的功放，故障在电压放大电路。如果出现反偏现象，NPN 功率管的基极是负压或PNP管基极是正压，说明输出中点严重偏移，待中点电压正常后，再重新测量和调整。
10．中点出现正负电从后向前查一遍
如果中点出现较高的正负电压，则功放维修最困难。因为功放各级电路全是直接耦合，前后又有直流反馈，浑然一体，互相影响。坏件又已全换，维修进入困局。要在功率管发射极电阻仍然脱开时进行中点偏移的检修．是为了排除功率管对中点的影响，缩小故障范围。尽管功率管与中点完全脱开，可推动级发射极电阻的存在（后加电阻或二极管），使中点与反向输入端的直流负反馈仍然起作用。中点出现正负直流电压，说明中点偏移较大，超过负反馈的控制范围。用数字表测量，会发现两只推动管的b-e结电压不对称：当中点有正电压时，正电源一侧的推动管偏置大于另一侧；如果中点有负电压，则负电源一例的推动管偏置高。两只推动管基极之间的电压被偏置管固定在2.2V．如果某一只推动管偏置过高，另一只管子就会处于截止状态，这时，输出中点就变成或正或负的电源电压。如果两只推动管b-e结电压一样，但中点偏移明显，多是两只推动管直流放大倍数相差太大，应拆下配对更换。如果两只管b-e结电压不对称，则是前两级电路故障。而差分电路与电压放大级部分的小管子性能不好是很难用万用表检查 的，可全部拆除，用新管配对更换。换管前，要先拆下电压放大管基极与集电极之间的补偿电容，用指针表Rx10k挡测量一下，因为这两只电容漏电的情况时有发生。采用运算放大器输入的电路，可测量输出脚是否有直流电压。有直流电压时要测量其正反相输入端电压，正常情况下，这三只引脚电压都是0V。如果输入端 有电压，则可能是前边电路故障；如果拔掉音频输入插头，还有直流电压，则是IC本身故障。反馈脚有电压，可将输出中点接地端，如果三只引脚中仍然有直流电压，则是运算放大器故障，应更换此IC。此处NE5532和JRC4.558双运放使用最多，IRC4558没有NE5532名气大，但二者可互换。
小知识：在功放电路中，三极管的b、e结静态电压有四种：大功率输出管的b-e结电压在0.3V-0.5V之间，属于所谓的甲乙类状态；差分输入、恒流源。镜流源、电压放大、恒压偏置、电流放大各级管子b-e结电压均在0.6V以上，处于甲类状态；过流保护、G类电压切换的管予b-e结电压电压是0V，处于截止状态；保护继电器驱动电路的管b-e结电压在0.7V左右，处于饱和状态。
11．没有图纸维修难上下左右对照干
遇到电路相对复杂的功放，如果没有维修资料和图纸，维修很难下手。而专业功放的双声道结构给维修提供了方便之门。一般功放很少有两个声道同时坏的，只要有一个声道出故障，用户就会停止使用，因而另一个声道有幸保持良好状态，这为维修提供了参考依据。因为两个声道电路结构完全一样，电路板布局也大同小异，元件顺序编号也有一定规律可循，有的功放两块电路板甚至完全一样。两块板子比照着维修，就是左右对比法 。很多功放采用全对称OCL电路，除差分电路外，其后边的电路是上下对称关系，管子极性相反，阻容大小一样，这给维修提供了参考依据，这叫上下对比法 。在路电阻对比时，要使用指针式万用表，将表设置在 Rx1k挡，红表笔固定在扬声器输出负端接线柱上，从功率管开始一左一右地测量。相同阻值不要管，不同阻值出现时，离故障点就可能不远了。电压测量对比时，要使用数字表，黑表笔接输出负端，红笔一左一右测量。左右对比电压应一样，上下对比电压一正一负。测量重点是：输出中点、功率管基极、推动管基极（找中功率管）、电压放大级发射极（测靠在散热片上的偏置管集电极和发射极）、差分管基极（在音频输入插座附近找）。因OCL电路是全直流耦合，一点出故障会造成整个电路电压异常。电压对比要与电路分析结合，才能找到故障点；电阻测量对比较直观，适合故障元件查找。
12．特型管子不多见常备管子应急换
在维修一些早期产品或进口机型时，常遇到特殊型号的大、中、小功率三极管，若需要更换时没有该型号的配件，就需要应急代换。在专业功放维修中，主要强调的参数是集电极电流、耗散功率和耐压。常搞功放维修的，应储备几种管子，以便随时代换。在小功率稳压管中．5551 和5401可代换差分放大和电压放大电路中的管子，这对管子耐压高达160V，比其他型号配对管子的耐压高。在近年的功放产品中，几乎全都使用这对管子。其基极在中间脚，代换基极在右脚的管子时，将三只引脚弯曲交叉即可。中功率管中，2SC2073、2SA940和2SD669、2SB649两对管子为首选，耐压150V，集电极电流1.5A．耗散功率25W。这两对管子一对基极在左边，一对基极在右边。有这两对管子作备件，便可代换其他型号的中功率管。大功率管分1 00W、150W、200W三个档次。推荐使用C5198/A1941、C5200/A1943、C3858/A1494三对管子。其中，C5200、 A1943是三对管子中耐压最高的，也是目前专业功放新产品中普遍使用的功率管。早期产品中，使用金封功率管的，也可用上述管子应急代换。三只引脚套上绝缘管，利用原散热片上的安装孔，加云母片固定，用引线连接三只脚。G类功放作电源切换管使用的场效应管，应选择耐压300V，电流30A的。如果原电路使用的是不同极性的管子，P沟道管不好配对时，可用IRF640、9640配对并联代换。
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