技术文章—双节锂电池供电移动21音响音频放大升压充电
评估音箱档次，听觉感受是重要的一环，也就是俗称的音质体验。提升音质的方式方法很多，比如从电子电路下手提升音频功放输出功率，降低失真度；调整频率响应以补偿扬声器或者腔体某些频点的不足等等。而分频是一种提升音质非常有效的方法。因为针对低频，中频，或者高频这种相对频带较窄的扬声器很好做，效果也很好。但20Hz～20kHz音频全频带的扬声器就较难做得好，或者需要成本很高的材料才能做出效果较好的全频喇叭。采用2.1声道组合属于电子分频的范畴，是提升音箱音质的一贯做法。便携式蓝牙音箱也一样，做成移动2.1声道音箱，也是提升音质效果的一种好办法。尤其是震撼的低音听觉体验是双声道或者单喇叭很难比拟的。
深圳市永阜康科技有限公司推出基于CS8611E单芯片移动2.1声道蓝牙音箱解决方案。采用双节锂电池串联8.4V做电源，再加一个升压芯片CS5036E升压到12V给CS8611E供电，实现20W+2×10W输出；而充电采用CS5090E USB 5V输入两节锂电池串联8.4V充电管理芯片，非常方便。在锂电池为电源的状态下提供媲美传统2.1音箱的听觉体验。
整体功能框图如下：
一. 设计说明：
此方案是20W+2×10W移动2.1音频放大升压充电管理组合参考设计。电源是两节串联18650电池，分为三个主要级：
1，采用CS5090升压型双节锂电充电IC，省掉传统的外接适配器，用一根USB线实现给两节锂电充电；
CS5090E是一款USB_5V输入用于两节锂电池串联8.4V充电管理芯片。内置完整的涓流，恒流，恒压充电过程。最大的特点是输入自适应功能，任何大小电流的USB接口都可以正常充电，最大充电电流1.5A。另外，具备各种安全可靠的保护措施以及充电状态指示，还带了NTC温度控制功能。
CS5090E脚位图以及管脚说明
2，两节锂电池串联8.4V做电源，通过升压芯片CS5036E升压到12V给功放IC供电；
CS5036E是一款内置12A,MOS高效DC-DC升压转换芯片。外围极其简洁，输入电压范围宽3V～12V，效率高达93%以上。限流值外围可调，方便匹配电池。采用EQA16封装，具备过温保护，过压保护等功能。
CS5036E脚位图以及管脚说明
3,音频功率放大芯片采用CS8611E，在12V电压提供20W+2×10W功率输出；
CS8611E是一款2×15W+30W专用2.1声道D类音频功率放大器。先进的EMI抑制技术使得在输出端口采用廉价的磁珠滤波器就可以满足EMC要求。再加上扩频工作模式，FM收音机也获得较理想的收台效果。另外，高达90%以上的效率使得在播放音乐的时候不需要额外的散热器。
CS8611E脚位图以及管脚说明
二.CS5090E+CS5036E+CS8611E+AC6951C整体板原理图
三.CS8611E _2.1声道音频功放部分原理图
四. CS5090E+CS5036E+CS8611E+AC6951C整体板PCB顶层设计图
五. CS5090E+CS5036E+CS8611E+AC6951C整体板PCB底层设计图
六. CS5090E+CS5036E+CS8611E+AC6951C整体板贴片图
七. CS5090E+CS5036E+CS8611E+AC6951C整体板物料清单
八. CS5090E+CS5036E+CS8611E+AC6951C整体板实物图
维修BATEL CE400专业大功率功放，解决LOAD红灯报警故障问题
前几日收的BATEL CE400专业大功率功放一台，一起带了一个大功率专业音箱，可惜只有单只音箱，功放有毛病，1声道开机后保护继电器不吸合，红灯报警。2声道正常，但是因为1声道保护，所以桥接功能也无法使用。功率很大，几百块钱也不贵，就扛回来了。这两天有空，就拆开修修看，顺便拍点照片做个记录。故障时候的红灯报警照片没有拍，修好了才拍的。修好了有点郁闷，感觉自己的逻辑能力还有待提高，浪费了很多时间呐！
废话少说，上图。看图说话。
算是一套吧，可惜音箱只有一只，不知道上架是不是只买了一只。功放带安装孔，是安装到机柜上用的专业功放。带风扇，开机就有很大的风扇声音，家用肯定是不行了。音箱喇叭直径30公分，应该是12寸左右。号角高音。
搜索了一下，没有找到这个品牌和型号，应该是工程机。
这俩家伙加起来估计有百十来斤了，很重，功放的铁皮倒是特别厚。
是个纯后级功放，前面板只有开关和两个声道的音量电位器。除了电源蓝色指示灯以外，两个声道各有3个指示灯，分别是绿色的电平指示（闪烁）、黄色指示灯标的PEAK，实际里面没有接线（LED两个脚是短路的）、红色指示灯是喇叭保护报警。
开机后红色指示灯应该先亮起，然后在1-2秒左右熄灭。有信号输入时，根据信号的强弱，绿色指示灯会闪烁。
目前故障现象是，开机两个声道的红色指示灯都亮起，2秒后2声道的红色指示灯熄灭，能听到继电器吸合的声音，同时音箱发出声音，是正常的。但是1声道的红色指示灯一直亮着，音箱没有信号输出。
音箱的商标，和功放一样，看起来是一套的，至少应该买的时候是匹配的。
找了半天也没有找到音箱的型号，只在接线柱部分找到了一个通用的型号参数对照表。测量了一下音箱的阻抗是8欧姆，对照表上的信息，基本可以判断这个音箱是8欧姆、最大功率300W的音箱。
这音箱看来搬来搬去的时候折腾得有点惨，有点划痕，还好也不是很严重，皮糙肉厚的，算是皮外伤。
用手机摄像头对准前障板铁网的孔，透过倒相孔，可以拍到分频器。看起来还带过载保护的。
功放后面，输出部分，有两种接线方式，接线柱和专业音箱插口，有点像卡农的那种，我也不知道具体叫啥，专业音箱都用这个接头接。其中桥接方式的接法，输出部分是接在两个声道的正极端，也就是中间两个红色的接线柱。桥接方式的理论功率是正常情况下的4倍，实际打不到，大约3倍左右。同时，输入部分也要做相应的调整。
功放后面的左半部分，除了220V电源输入和保险丝以外。有两组信号输入方式，两声道各有卡农头平衡输入插口和1/4寸两芯插头输入（非平衡）两组输入接口。其中如果桥接的话，需要在1声道输入信号，2声道不用接，因为桥接以后，这功放只相当于一个声道了。 旁边有电平选择开关，以适应不同输出电平的前级。还有就是立体声-单声道-桥接方式的选择开关。
到咱手里了，没啥说的，掀起你的头盖骨，先拆开来瞧瞧。
功放内部整体布局倒是很规整，布线也很规范。
硕大的环形变压器是这功放重量的绝大部分，挨着变压器的是电源板，左面带散热器、前后各有一个风扇的就是功放板了，两个声道的板子是一样的，倒是方便统一生产和维修替换，两块板子位于散热器的两侧，散热器用6个螺丝固定在底板上。输入部分有一个前级板，主要负责电平转换和工作模式的转换，上面只有一个运放，和相关阻容件。前面板的指示灯和电位器固定在一个小电路板上。
全机所有线路都是用插座链接的，插座都有胶封住，看起来都没有动过。这样也好，没有被别人修过的机器相对好修一些，至少故障没有扩大化的可能。
因为这功放只有个型号CE 400,还查不到，开始以为是400W的功放，后来发现也不是那么回事。但是变压器不会说谎，总功率在这里限制着呢。可惜变压器上也没有找到具体的参数，看看体积吧，也真是不小。
找了个磁带盒对比一下。
变压器的参数。输出正负55V主电压一组，15V电压一组，用于喇叭保护。前级需要的+-15V也是从主电压上降压得到的。
从体积和铭牌上的数字来看，只能粗估这个变压器不小于650W。
电源板。上面有4700微法80V的主电容4个，两个带散热片的是两个7815，分别输出15V到两个声道的喇叭保护电路部分。这倒是给维修带来了很大的方便。
这里有点担心。55V的交流电压经整流滤波后，理论上将得到78V的电压，用80V耐压的电容是不是有点勉强了？如果电容是串联使用的话，那电容量是不是又有点小了？我懒得拆下板子看，姑且认为它是并联使用的。1万微法对于这么大功率的功放，也不算大。不过实际以后，这电容也没有发热，也没有怀孕的迹象，倒是挺皮实的。
从另一面看，能看到从主电压经过电阻限流、一对稳压二极管稳压及电容滤波后，得到正负15V电压，送往前级电路板。
前面板的电路板很是简单，只有几个指示灯及其限流电阻、两个电位器、排线的插座。
因为音量旋钮有点杂音，就先拆下来喷了点WD40，弄得机箱里很多油。顺便看了一下排线各焊点，没有什么问题，先排除了这里的问题就装回去了。
前级电路板，没有拆下来，左右声道输出对换了一下，故障不便，而且对换以后2声道依旧输出正常，就排除了它的故障可能，只拍两张照片看看。
没拆下来，缝隙里看看，上面就是插座、开关、一个运放及阻容件，没啥好看的。
因为前级正常，所以简单测试就好。
经测试，前级信号没有输出直流成分，查正负电压基本正常，稍有些许偏差，估计跟简单的稳压二极管稳压方式有关。看了一下电源板，有一个滤波电容有点高，但是仔细看了一下，不是怀孕了，只是安装的时候引脚长了，高了一点。
看来故障点基本确认在后级功放板部分了，没有简单故障的小惊喜。比较挠头。
这功放板的安装方式修起来有点麻烦，它是先把功率管固定在散热器上，然后把线路板对折功率管脚穿好以后焊接的。所以功放管的螺丝就被挡在线路板的下面了，因为每声道有4对共8个大功率管，所以倒是被固定得结结实实！
修起来就麻烦了，想拆下来，必须把功率管全都焊下来，但是因为焊点在内测，还不方便用吸锡器，有不是一个两个管子可以晃动一下，这8个管子的大螃蟹，要拆起来，也算是大工程了。
先拍照留念吧，复位的时候也有个对照。
除了功率管以外，还有专门的温度检测的管子，我没有拆开看是什么型号，以免故障扩大化，测量了一下没有问题就放过它了。有两块一样的板子的好处是两个声道可以对照着测量，方便多了。
侧面看一下。
因为也没有图纸，看图说话吧，从后往前说，这功放板的基本结构是：由分立元件组成扬声器保护电路--四对A1943/C5200大功率管组成的功率管，单管功率150W；由A1930/C5171一对组成推动管；前面的几个小三极管分别是中点平衡电路和差分放大电路。
看了一下缝隙，大约有将近2厘米的空间，我决定尽量不拆开，从侧面和正面做微创手术，以免大动干戈。
出故障的1声道，刚好在靠内测的一面，这倒方便测量，所以先进行检测，确定故障范围。
这里的逻辑：
1、2声道输出正常，基本确定电源部分正常。经检测，正负电压接近80V，对称，为排除插接线故障的可能，直接测量到1声道线路板上的主电压，正常。
2、前级板，经1、2声道对换法实验，正常。
3、拔掉1声道主电压输入插头，保留喇叭保护电路的15V电压输入，再开机，发现1声道喇叭保护电路动作正常，指示灯在2秒后熄灭，继电器吸合，说明喇叭保护电路正常。
4、跳过扬声器保护电路，测试喇叭输出线路上的直流电压，发现故障，输出有直流，-3.5V。
结论4让人很高兴！一般来说，如果功率管击穿损坏，一般输出就不是这么一点直流电压，会直接达到电源电压，如果没有保护电路的话，会瞬间摧毁音箱。8个大管子没坏，省钱省事，也不用拆板子喽！
为了确认，把功放板连散热器组件整体从底板上拆下，立起来，对照着测量两个声道电路板上各大管子，发现比较一致，确认功率管没有损坏，顺便测量了推动管也没有损坏。测量的时候发现有两个功率电阻有发热变黄，但是测量阻值正常，对照电路板上的电阻并没有这个迹象。（这让我绕了点弯路）
既然只有不是很大的直流偏压，功率管和推动管参数也正常，那么它输出的交流信号会不会正常呢？
找个炮灰喇叭，串一个1000微法电解电容保护（这是必须的，不然很容易烧喇叭，也是修大功率功放应该注意的习惯，虽然3V电压一般不足以烧掉喇叭），跳过喇叭保护电路，直接接到功放电路的输出部分，试机，声音基本正常，稍有杂音，可能是因为喇叭没有装箱打底了。
基本可以否决后级电路的故障了，故障可以缩小到功放板的前级电路和中点调节电路上。
一般这种专业功放，工作环境都比较恶劣，机柜里闷热，灰尘大（两个大风扇一直转，灰尘不少），所以小三极管漏电、电容过热失效和漏电的故障会比较多。
由于刚才看到两个功率电阻发热发黄，顺着电路看好像连在中点调节电路的两个三极管上，而且这两个三极管eb结间有电阻，无法准确在线测量好坏，看原件引脚都很长，就直接在前面剪断，拆下来测量，电容就直接换掉。
折腾半天，没有发现有故障的管子，电容倒是换了几个，故障依旧。只能继续往前查。
此时故障范围已经由三分之一缩小到四分之一了。
换了几个小管子和电容。电解电容因为靠近推动管比较近，所以不管坏没坏都换掉，引脚太短，就使劲掰，把电容内部的电极部分拉出来，就够接新的电容了，换上去的新原件必须经过检测参数合格，不然可能会不经意地扩大故障范围。
从功放板的型号来猜测，这个功放板的额定功率应该在300W左右。那么桥接功率应该能达到接近1000瓦，当然，要限制在变压器的功率以内。
那个可调电位器，因为没有电路图，不确定是调节中点用的还是调节静态电流用的，就关机测量好阻值以后，开机后试着调节一点，发现与中点电压无关，再关机后调节回原来的阻值，以免影响静态电流，导致功率管过热或者失真。
再向前，从侧面拆下小电容和小三极管逐个测量或者更换。
非常郁闷的是，一直到最后，才发现是最前面的差分放大小三极管5401坏了一只，而且坏得也很蹊跷，极间压降正常，跟对照的另一块好电路板上的在线测量数据一模一样，拆下来用万用表压降档测也是正常的，就是放大值从正常的170-180的范围，下降到不足20。
因为差分放大电路，对晶体管有配对要求。所以找了一堆同批次的5401，用晶体管测量仪挑了一对参数尽可能一致的管子，把两个三极管都换下，试机，保护电路正常动作，声音输出正常。再测量扬声器输出部分的直流电压，基本为0。
这就算修好了。比较郁闷，感觉自己的逻辑还是有问题，如果多做一些测量和判断，就没有必要前面拆换那么多零件了。
重新装机，流了满机箱的WD40擦一擦吧。
试机，一切正常，不再红灯保护了。两声道输出都正常。
试了一下桥接，也正常了。
因为只有一个音箱，所以试机的时候，用炮灰音箱临时接线在另一个声道，正常使用的话，这样是不规范的。
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作者：逍遥隼
本文来源：数码之家
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