音响功放为什么不用开关电源 如何选择功放开关电源

小编 2024-10-09 技术分享 23 0

如何选择功放开关电源

一般功放用途的开关电源设计以乙类、D类数字功放板使用为主。

因为功放只是在音乐波峰耗电量才是最大功耗,在音乐低谷的时候,功耗就下来了,所以实际功放用途的平均耗电功率并不大,但是瞬间或者短时间要能够提供比较大的动态。

所以功放开关电源的设计场合与其它场合的开关电源设计是不同的,并不适合其它连续最大负载的场合,因为其散热片考虑的是平均功率发热的散热需要。

一般功放开关电源的功率标注的也是最大输”,而不是平均功率,也不是额定功率,什么叫额定功率,额定功率是指可以长时间工作的功率,有些商家把只可以工作几分钟的功率叫额定功率那是不对的。

知道了功放开关电源有最大输出功率,知道了功放的耗电量,该怎么选择电压呢?

举个例子,以TDA8954数字功放子,规格书标明最大工作电压42V,如果要在交流市电场合使用,建议选择Ac输入220V,输出±40V开关电源,通常可以微调的开关电源一般最佳状态是最高输出电压附近,这个就建议选择28-36V的。

实际上往高处还可以微调到40ν左右,不建议选择36-50V的,这样的话开关电源在轻载的时候会频繁关闭,需要加假负载。

再举个例子,LM3886功放板,芯片规格书写明最高工作电压±47V,因为这种芯片属于乙类,发热比较大,不建议选择过高电压的,不要去尝试冲击最高电压,选择±36V的为宜!

再谈一下直流12V供电的开关电源选择方法,以TDA8954板子为例子,一般12V逆变升压的都是开环不稳压的,所以一定要了解自己的12V电池充满电以后的最高电压是多少。

例如磷酸铁锂电池四节充满以后是14.6V,这里必须考虑14.6V电压输入的时候,输出电压必须低于芯片最高工作电压±42V,如果你选择12V输入的时候,输出电压±42V当输入14.6V的时候,输出电压都±51V了,这样就会坏功放芯片的,切记这点非常重要。

功放开关电源原理与维修

如今的功放电源已经由工频变压器趋向于具有体积小、重量轻等特点的开关电源电路, 同时也由于开关电源电路比较复杂,零配件比较小众化从而使得 维修起来比较困难。天逸AD-800MKII功放号称8Ω负载时有1000瓦的输出,经试听感觉其音质、功率容量还可以。现粗略介绍一下其原理,及其容易出现的故障点。

一、主要集成块的内部框图及简单原理介绍

1、SG3525AN介绍

SG3525是一种单片集成PWM控制芯片,输出驱动为推拉输出形式,增加了 驱动能力;内部含有欠压锁定电路、软启动控制电路、PWM锁存器,有过流保护功能,频率可调,同时能限制最大占空比,内部原理图见下图。

直流电源Vcc脚(15脚)接入后分两路,一路加到或非门;另一路送到基准电压稳压器的输入端,作为内部电源。振荡器(⑤脚)须外接电容CT,⑥脚须外接电阻RT。振荡器频率由外接电阻RT 和电容CT决定,振荡器的输出分为两路,一路以时钟脉冲形式送至双稳态触发器及两个或非门;另一路以锯齿波形式送至比较器的同相输入端,比较器的反向输入端接误差放大器的输出,误差放大器的输出与锯齿波电压在比较器中进行比较,输出一个随误差放大器输出电压高低而改变宽度的方波脉冲,再将此方波脉冲送到或非门的一个输入端。或非门的另两个输入端分别为双稳态触发器和振荡器锯齿波。双稳态触发器的两个输出互补,交替输出高低电平,将PWM脉冲送至两对组合式推挽型三极管的基极,锯齿波的作用是加入死区时间,保证这两对组合式推挽型三极管不同时导通。最后,在11脚及14脚分别输出相位相差为180°的PWM波。⑧脚为软启动端,一般外接电容,此电容大小决定 启动时间的长短。⑩脚为关断脚,电压高于0.7V则PWM关闭。

2、IR2110

IR2110做为驱动半桥的集成块,其内部原理图如图2所示:

HIN为高端脉冲信号输入,VIN为低端脉冲信号输入,此二路输入经一系列 电平转换及悬浮处理后高端从HO输出,低端从LO输出;低端输出驱动电源Vcc取自输入端的Vdd,而高端输出驱动电源VB则需要增加自举电路,在本电路中Cd4、C817、D8为自举电容和二极管。SD为关断控制信号,当其为低时高低端均无输出。

3、LM556CM

这是常见的两个555电路,A部分作为振荡,B部分作为开机延时。

4、TOP221

这是一个类似三端的开关电源。

二、电源电路及其原理分析 (电路图见下图,可点击放大)

1、供电部分

220V交流电经热敏电阻NTC1-4(开机等待时间过后继电器K1闭合则短路 此热敏电阻)加到D1整流,在C1~C4、C6 滤波,加到开关管Q2、Q6、T2及副电源部分U2、T1等。

2、副电源

由U1(TOP221)、T01及Q20等组成,T01输出两组电压各由D2及D202整流在E97输出15V,在E06输出5V。

3、控制部分

震荡电路由U14A及R39、R44、C825形成约200kHz的矩形脉冲经R02、Q1、R41送到IC6的③脚,但是这个输出脉冲并不决定IC6的输出频率,感觉这部分电路是多余的。

控制电路:SG3525完成脉冲宽度调节电路,R73、C73决定脉冲频率,R72决定间歇时间,16脚输出5V电压供给外围电路包括保护电路等的作为基准电压。

本机并没有从输出电压反馈到控制端的信号也就是稳压控制,实际上就是相当于一个普通的变压器。这个定频定宽的脉冲信号从11脚、14脚输出到IC801(IR2110)的12脚、⑩脚,在①脚、⑦脚送出驱动信号到Q6、Q2, 从而完成半桥开关输出驱动开关变压器T2。

输出电路:开关管Q2、Q6驱动开关变压器T2,在次级经D24、D35整流C101、C102滤波输出正负120V电压。

4、保护电路:

1)U13D与R23、R24、R25、C13、R43、R42、R26、C14组成断电识别电路,当外电路断电时A点电压下降,而B点电压由于电容的存电保留,从而使得U13的⑨脚的电压小于⑧脚的电压,在14脚输出低电压,经D23拉低C点电压。

2)U13C与R31组成C点电压低位保持电路,当C点电压变低则U13的11脚经 R31也被拉到低于5V(此5V电压来自IC6 的16脚),进一步保持了U13的13脚C点的低电压。要重新使U13的13脚变高,就得关闭整个220V电源,重新开机,也就是说本机没有故障保护自恢复功能。

3)U13A和U13B组 成15V电压判断电路,过高过低都会使C点电压变低。

4)IC1B组成5V电压是否有的判断电路,5V电压失去,其⑦脚也就是C点电 压降低。

5)R21是功放出现直流输出的保护电路,当R13或R14出现正电压则IC2A的 ②脚变高,①脚变低,经R53使得OK2阴 极拉低,在J5_7变低再经R21拉低C点电压。

以上5种情形的结果:C点电压变低后经R05使T1导通,经R34拉低U14的12脚THR、经R36拉低13脚DISC,使⑨脚变高,DISC内部三极管导通,经R36S锁定THR于低电平。拉高IC6的⑩脚SD,OUT A和OUT B停止脉冲输出, 电源停止工作。

6)开机延时:U14B、C25、R34、R35、R36组成开机延时电路。开机时在 T1截止而且TRIG为高的情况下,由U14内部对C25充电,这个充电时间就是开机等待时间。

三、 故障检修

1、检查关键点:

1)B点电压是否有310V。

2)15V电压是否正常。

3)C点电压是否是大于14V。

4)IC6的⑧脚SS端是否高于10V、⑩脚SD端是否低于0.6V;13脚、14脚是否有方波输出。

通过对关键点的检测可以比较快的找出故障范围,从而找出故障元件,最后 排除故障。

2、常见故障:

本机使用的电容经常出现漏电现象,如C82漏电使得IC6的SS端 电压不能上升(正常情况下应该在10秒钟之内上升到10V) 导致开电好长时间都不能工作;C73失效导致输出信号频率超出正常工作频率范围接近1MHz,致使Q2、Q6烧毁。

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