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。
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。
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。
胆石混合功放的改进
胆石混合功放即2A3与MOS—FET“黄金组合”功率放 大器,深受人们的喜爱。对功率放大器的质量追求大家 是一致的。但对音量大小的要求就不尽相同了。尤其是 住房条件限制对音量大小的要求不同是非常合理的。比 如说小居室就没有必要安放功率太大的功率放大器。更 为主要的是大输出功率放大器还存在诸多问题。
一、大输出功率放大器的诸多问题
功率放大器的输出电流太大,配线间的电磁感应也 大,产生的电磁干扰大。声振动的幅度大,放大器内部 的元件,尤其是接插件因振动移位出现接触不良,渚如 此类,都会影响到音质。
功率放大器的输出电流太大,通常会使AC电压失真, 影响前置放大器和CD唱机的供电环境变坏。影响最大的 还有因电源失真产生的各谐波失真问题,它对市电的 污染”已形成公害!这已成为难于解决的问题。
胆管功率放大器降低功率后,还容易小型轻量化。胆管功放大输出很难保训高音质。当然,设计适当的功 率输出,得利高音质胆机并不困难。
2A3与MOSH“黄金组合”功率放大器,只 需作以下改造,就可降低功率,实现小型轻量化,进 一部提高音质，本机改进注重以下几个方面:
1.使用小型输出变压器,极力抑制输出过低;
2简化电源电路,灯丝用交流电供电;
3.频率特性和失真特性保持不变。
二、放大器的组成
图1是功放的放大部分全电路。
初级为P沟道 MOS管,前级激励为N沟道M0S-FET管。末级采用源 极输出,可提供较大的激励功率推动功放管。输出功率 放大级由2A3单管和输出变压器组成。2A3的栅极串联电 阻,建立直流通道,限制止向输入。激励和功率驱动级 也采用了噪声抵消技术。保留了前机的优化电路如“压 控稳流”电路等。
三、改进要点
1.输出变压器选择
输出变压器使用小型的KA-3250。初级阻 抗为3k欧,输出功率为5W,流过的电流为70mA。为防止 变压器饱和,可采用负反馈技术。初级阻抗为3k欧时电流频率120HZ时的电感为
8.9H。
2限幅技术
考察晶体管功率放大器 各级的增益分配,输出级不 宜比前级先饱和的设计,在 输出较小的放大器中,使用 限幅技术是有效的。但限幅技术运用不当会损害音质。本功 放为避免付出损害音质的代 价,在输出变压器饱和前, 就抑制输入信号的幅度,也 就是说在前级实施限幅。需要实施限幅的这种情况，往会出现栅流,发生在信 号的正半周。因此,只需 用在栅极电路串联 (100欧+120欧)电阻的
简单办法(见图2)
在 电压放大级22k欧负载两 端,并联限幅支路 (58V+70V齐纳二极管加 3.3k欧电阻)就可达到目 的。负半周实施限幅放在 输入级10k欧负载两端, 7.5V齐纳二极管加2.7K欧电阻即是限幅支路。用示波器观察,实 施上述限幅电路措施,加 大输入信号(在无限幅支早已失真了)到最大输出时,也不失真。过输入信号 也有较好的响应。
3.负反馈效果
针对小型输出变压器在频率低端容易饱和,而且在输出较小时就发生失真,在饱和时,开关电源的元件也 容易发热而损坏的弱点,采用负反馈技术,上述一连串 问题都可迎刃而解,因此运用负反馈是必要的。图4是 负反馈及流程。
负反馈信号从变压器次级取出,反馈到 输入级的源极,负反馈支路由RC串联组成。理论和实验告诉我们:R取值不同,其效果也不一样。负反馈支路 RC为33k欧+47μF时,约-6dB的反馈量。但在200k左右变成正反馈。负 反馈支路RC为82欧+47μf时,约-3dB的反馈量。电源电路如图6
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