功放分立 小甲 集成 ic 恒流小甲制作的经验分享(三)

小编 2024-10-11 方案设计 23 0

恒流小甲制作的经验分享(三)

小甲制作到此,离完工是咫尺之遥,一路走来,感受颇多,最遗憾一点是对甲放的发热认知真的没有足够的敬畏,导致后来调试的不断妥协。

闲话不多说,聊聊制作中的经验和分享,共勉。

一、电源的选择:

甲类,大家都清楚,采用常规工频变压器作电源,不管咋样滤波,贴近音箱总能多少听到恼人的交流声。因此,弃工频变压器选开关电源是一开始就谋划的。计划制作一个双30瓦小甲,购选图一双200瓦的电源搭建正负27VDC总可以了吧。于是购买商品,单独测试图二、图三模块,连接功放测试,一切正常。到此,可以选购心仪的机箱了,如图四。

图一 首次购买的电源模块

图二 单声道电源及喇叭保护板

图三 一分二电源板

图四 本次制作小甲的机箱

图五为功放板的布局示意图,由图可见,末级功放管是集中固定于板子下部的。

图五 功放板的布局

悲催的事情陆续有来,就是按照图六的连接,选用图一220W电源模块也不能在10秒内正常给电容器组充满电,不能正常启动。

用图七的工频变压器进行功放测试是一点问题都没有,正常。

小甲开机是正常了,可末级三安的输出,让散热板表温瞬间就温升到了八、九十度,太唬人了。连续工作几分钟,管子表温接近100度,变压器体温也上升到40度以上,室温32度。小甲的交流声,在没有输入情况,离音箱2米微弱可闻,效果不能接受。

这就说明电源模块的选用功率不足,于是继续选购,如图八所见的±30VDC600W模块。

图六 小甲功放滤波电容器组

图七 工频变压器

图八 小甲的电源模块

你猜,小甲为三安培单声道测试状态,采用这个600瓦的电源模块能正常开机吗?

猜对了吗?单个这样的电源模块还真不行正常带图六的电容器组启动。幸好这次买了两个同型号模块,于是按照图九所见将模块并起来开机,一切正常。恼人的交流声此刻是贴耳不能察,杠杠的。

图九 电源模块并联供电

二、降温的调试:

为降低散热片温度,降功率的尝试正式开始,也是本次装机最耗时和伤脑子的经历。

1)关于电阻

图十是本次调试过程中选用过的电阻R20(参见前文)。三个串一起的是阻值3W0.1欧姆,水泥电阻是10W0.5欧姆,三个小的是2W1欧姆的。关键测试在三个小电阻上,最早低缓三个串联大家伙时,是两两并联后得0.25欧焊接板子上,小甲能工作,但用数字三用表可测得喇叭输出端有明显的波动电压,示波器测为20赫兹极低频自激输出。用这个小功率1欧姆及同类型1.2欧姆电阻,从0.2一直到1欧姆,这个自激输出一直都有,换回大功率三个串接得,就非常正常。此外,用三个小功率其中两个是并了再焊的,单个的上电马上就开路,且外观没有任何变化,故障排查让你找不到北。因为当时就拆剩那个单的测试,结果输出异常。所以,后来补买了图中大功率水泥电阻作电流采用用。

图十 小甲用过的电流采样电阻

2)散热装配

末级管集中固定在板子下,对于甲类机发热过于集中,自然就不利于散热。所以,本次小甲工作电流从设计的3安培、峰峰值21V、54瓦直降到1.2安培、峰峰值9V、10瓦,散热板工作温度如图十一,在不吹风扇情况下,开机几分钟表温度就达到近80度,异常高。

图十一 管子集中热难散

念及于此,重新对散热板进行打孔,参见图五,末级管采用引线连接。经此改变再测,听一张刘亮鹭《旧梦不须记》CD,在没有外部风扇和室温27度环境下,一直监测散热板和管子表温,稳定在67度。2米外用落地扇最低档吹,散热板温度低于50度。至此,功放的调校算是初步完成。至于最后组装,考虑到还有机箱其它铝板,计划把电流调到1.4安培,功率达到18瓦。

初步测试信号表现,在25千赫兹方波无失真,40赫兹表现优秀。具体的秀图,就等组装好在呈现。

恒流小甲制作的经验分享(二)

连续两个礼拜没有开工装机了,实在是这个恒流小甲的组装出现了大麻烦。

首先是开机缓充控制电路的实际应用中,在连接两组8*1万滤波电容器组+一个声道功放开机时,那个标称220W的开关电源模块竟然无法在开机10秒钟内完成电容器组的满压充电。用在《美丽的误会》一篇中提到的变压器,同时把开机缓充控制电路中的R1和R3的10欧姆电阻改为0.1欧姆才能正常使用。

这说明了本次装机蕴藏了两个失败的构想在其中。

一是说这个开机缓充电路功能失败了。这个缓充用在甲乙类功放中也许还行,毕竟开机工作电流非常小,不影响电源与电容器组的充电负荷。可小甲开机就是3安培电流,开关电源模块输出功率选择不当就不能正常开机了。

二是这次选择的开关电源模块,其标称功率为单电源220瓦,两个模块组成正负电源供电,在连接后一组电容器测试是正常的,带4欧姆的水泥电阻工作电压非常稳定,所以自以为是了。这次组装快完工时,竟是这样不妥,以至于心情非常失落,消停了两个礼拜没再倒腾了。

这个改进版的小甲,虽然前级运放的输出可以调“0”了,可是,却让RW2这个5K欧的微型电位器承受较大的运放输出调“0”电流,这对于大电流工作的功放来说,是个不稳定因素,长时间工作,需要考虑。这是在本次组装调“0”过程中发现的弊端,电位器调整螺丝稍微的触碰,都会引起明显的输出“0”变化,当然,必须用毫伏档测量才可见,数字表“2V”档是发现不了的。就算你照用我公开的电路,其实问题也不大,毕竟我在《初探小信号电压放大器制作》中的作品已使用月余,朋友使用测试过,还挺满意,杠杠的,妥妥的。改进后如图一所见。

图一 改进版恒流小甲

喇叭保护芯片upc1237的国产版使用情况愚见:自以为是了。想着既然是国产替换,直接使用就是了,所以没有测试过,直接按图一的外厂家电路布局,图二是实物及示位图,加电就是不动作。

图二 UPC1237应用电路

我的设计中,电源为27V,因此8脚连接电源的15K电阻改为5.6K了,初次测试时,如前言,用开关电源27V测试,不正常。用变压器,35V测试,依然不正常。想着是否电阻偏小,直冲35V烧坏了,用表通电测量8脚电压,1V多。换一个1.5K电阻,测量电压3V多。你也如我一样想,芯片烧了吧。好吧,换一块试试。哦,还是一样。再换小点的电阻,电压继续上,400欧时,芯片能控制继电器闪断3次,但不能稳定工作。继续换到220欧,正常了。神奇了吧,也可怜了第一块芯片,直接被断脚废了,板子设计实在紧凑,更换实在麻烦。不知道是我没去搜索国产替代的芯片参数还是什么的,既然是直接替代,为何要如此大的静态工作电流。

图三 喇叭保护芯片示位图

除了电源模块今天才找到何时尺寸的模块购买外,这次选购最大350瓦28伏11安的模块,期待正常吧,其它在组装上的改变非常容易。你知道,电路外加的末级偏置控制三极管,是需要紧贴末级管散热片安装的,所以引线连接也不难,只需要断开电位器一个脚即可。

罗嗦完了,期待成功吧。

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