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。

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。

TI德州仪器TPA3110D2功放在使用时遇到的一些问题分享

是的，你想的跟我的一样，当我们选一颗功放的时候，可能就会想到先找一些它的数据手册先看看参数。方法是这样不假，但是我想说的是，我们拿到规格书的时候，应该要先看看功率，失真是否能满足我们需求，然后再仔细去看数据手册，一定要看一遍，很重要的！很多你功放无法工作需要改板可能就是你数据手册没有浏览过。

那下面我们就一起打开TPA3110D2规格书看看吧。重点我们在最后面讲！

01.功放供电范围

02.根据要求的功率&失真，查看所需要供电电压

03.功放供电电路的搭建

这里我们要求的功率是2*8W 失真1%，所以我们电压我们这里可以设置一个12V即可满足，如果失真过大，我们电压是可以稍微调大一些的，当然是在功放供电电压范围内。

目前选用单节锂电3.7V供电，升压到12V，我们选用芯洲SCT12A2-DFN20升压IC,具体电路图这里不作上传，有小伙伴需要可以转发留言找我要。

04.功放电路的搭建

这里电流有些模糊，小伙伴们可以看下面的分段讲解。

05.功放电路---MUTE脚

功放高电平工作，低电平关闭。下面电路搭建看上去很复杂，是因为我们这个功放电路还预留了其它功放，小伙伴在搭建的时候，不用完全参考。

06.功放电路---增益配置和功率限制

小伙伴这里就要多看看规格书了，根据自己实际需要去硬件配置。

07.功放电路---供电脚处理

功放供电脚分PVCCL和PVCCR，不难看出是两组独立的供电，所以这两个脚上放的电容一定要一样，一定要平衡，这里可能就是很多小伙伴在做立体声音响的时候，测试功率发现两个声道功率有相差的原因了。

还有就是电容在布局的时候，我们尽可能的保持一个原则，小电容靠近芯片管脚，也可以理解为电源过来先经过大电容后再经过小电容，且电容一定要求靠近功放供电脚放置。

08.功放电路---音频输入端

首先，我们先看看规格书上的参考电路，它的音频输入端是只经过一个1uF的隔直电容，并没有串电阻，入下图：

可是，我们小伙伴在使用的时候，往往都会遇到功率太大，需要降功率的情况，所以我们都会习惯在音频输入端分别串一个电阻，如下图：

你是不是将串的电阻改到了几十K了呢？很高兴！你真的中枪了！是不是有POPO声，怎么也调不好呢？

小编总结：音频输入端在做单端输入时，一定不要串电阻，一定要串，电阻也不用太大，1KR就可以了，太大就会产生POPO声；如果遇到功率太大，可以软件去降低音频幅度。下期小编告诉你其它的解决办法！

09. 功放电路---音频输出端

是不是有小伙伴在拆开音频，或者看见别人设计的板子，喇叭端子那里要么都写磁珠，要么有些电感，是的，你没有看错。如下图，小编给你说明一下它们的作用

我们在功放输出端增加这部分LC电路，其目的就是为了方便过EMC认证用的。那么，这部分电路的摆放位置，跟是否能过认证也有很大的关系了。一般情况下，当我们功放离喇叭端子较远的情况下，LC电路应该尽可能的靠近喇叭端子摆放。

10. 功放的散热

我们都知道，功放在工作的时候，会产生很多的热量，如果功放散热处理不好！会存在烧功放的危险。 一般情况下，功率在30W内左右，基本上开窗开大些，和功放衬底多打过孔，是可以满足散热要求的，如下图，但是如果功率过大，我们就要考虑增加散热片或者风扇了。

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