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          采用SAP15N/P音響對(duì)管的甲類功率放大器

          作者: 時(shí)間:2016-11-17 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          晶體管,音色溫暖甜美,使人傾心。但功放溫升較高,如采用普通的雙極性晶體管,則溫度穩(wěn)定性較差,調(diào)試?yán)щy,使用中也讓人擔(dān)心。本文介紹輸出級(jí)采用三肯產(chǎn)品15N/功放。15N/P輸出電流15A,耐壓160V,功率150W,結(jié)溫150℃。該晶體管內(nèi)置溫度補(bǔ)償二極管陣列,解決了功放電路中溫度補(bǔ)償延遲的技術(shù)難題,它的溫度補(bǔ)償二極管置于晶體管芯片的中心部位,能夠快速同步地檢測(cè)晶體管溫度的變化,并對(duì)偏置電流進(jìn)行修正,使之保持恒定。普通雙極性晶體管制作的甲類,因溫度變化,放大器進(jìn)入穩(wěn)定的時(shí)間較長(zhǎng),往往通電半個(gè)小時(shí)后才能夠穩(wěn)定下來(lái),而且隨著氣溫的不同,偏置電流也會(huì)隨著變化。實(shí)際使用中,也要煲機(jī)半個(gè)小時(shí)后才能聽到真正甲類的音色。而采用/P對(duì)管,由于它內(nèi)部溫升和補(bǔ)償?shù)囊恢拢糯笃魍妿追昼姾?,就進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài),其效率高,工作穩(wěn)定、安全。因此,可以說(shuō)SAP15N/P對(duì)管是甲類的最佳拍檔。除此之外,SAP15N/P還具有工作線性好、飽和壓降小、電源利用率高等諸多優(yōu)點(diǎn)。SAP15N/P除溫度補(bǔ)償二極管外,內(nèi)部還自帶末前級(jí)推動(dòng)晶體管和射極0.22Ω電阻,具有很高的性價(jià)比。圖1是SAP15N/P的外形圖及內(nèi)部電氣原理圖。它有5根引腳。在它的NPN側(cè)內(nèi)部有一個(gè)PN結(jié)二極管,PNP側(cè)內(nèi)部有五個(gè)肖特基二極管起溫度補(bǔ)償作用。使用時(shí),在NPN管的二極管和PNP管的肖特基二極管之間加一個(gè)可變電阻,以調(diào)節(jié)空載電流。

          圖1

          圖2

          工作原理

            圖2示出了采用甲類單聲道設(shè)計(jì)的功放電路。該功放具有溫度檢測(cè)和保護(hù)功能,還具有直流中點(diǎn)伺服等特點(diǎn)。其輸入級(jí)采用了由場(chǎng)效應(yīng)孿生管V1/V2(K389/J109)和晶體管V3~V6構(gòu)成的共源-共基電路,該電路高頻失真小,動(dòng)態(tài)范圍大,信噪比高。在第二級(jí)電壓放大級(jí)中,V15、V16構(gòu)成雙級(jí)推挽級(jí)聯(lián)電路,V15/V7和V16/V8分別構(gòu)成理想的電流源,電流放大分別由V7、V8完成,電壓放大由V15/V16完成。揚(yáng)聲器保護(hù)電路采用東芝揚(yáng)聲器保護(hù)集成電路TA7317(IC3),其中VD6是關(guān)機(jī)靜噪電源檢測(cè),接變壓器交流端。V12和VD8構(gòu)成繼電器工作電源。場(chǎng)效應(yīng)集成雙運(yùn)放IC1(LF353)中的IC1A進(jìn)行直流中點(diǎn)伺服以穩(wěn)定中點(diǎn)電位;IC1B與V13、溫度檢測(cè)開關(guān)SW2以及光電耦合器IC2組成溫度檢測(cè)和保護(hù)動(dòng)作電路。溫度開關(guān)觸點(diǎn)為常閉觸點(diǎn),動(dòng)作溫度90℃,使用時(shí)用螺絲固定在散熱器上檢測(cè)溫度。正常情況下,溫度開關(guān)SW3的觸點(diǎn)閉合,IC1B的⑤腳電壓高于⑥腳,⑦腳輸出高電平,V13導(dǎo)通,其集電極呈低電平,光電耦合器IC2無(wú)電流通過(guò);當(dāng)散熱器溫度到達(dá)90℃時(shí),SW3斷開,IC1B的⑤腳電壓低于⑥腳電壓,⑦腳輸出低電平,V13截止,其集電極呈高電平,電流流經(jīng)IC2的①、②端,致使③、④端導(dǎo)通,這時(shí)電阻R51對(duì)激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行分流,從而減小末級(jí)的靜態(tài)電流,工作狀態(tài)由甲類改為甲乙類,進(jìn)而降低晶體管的工作溫度,確保其安全。IC1和VD7還組成自保持電路,當(dāng)溫度保護(hù)電路動(dòng)作以后就將IC1B的⑤腳的比較電壓鉗制在低電平,使功放保持甲乙類工作狀態(tài)。溫度保護(hù)動(dòng)作以后,關(guān)機(jī)后再開機(jī)自動(dòng)恢復(fù)甲類工作狀態(tài)。SW1是甲類或甲乙類工作方式手動(dòng)選擇開關(guān),可以人為事先設(shè)定,SW1閉合是甲類放大,SW1斷開是甲乙類放大。發(fā)光二極管LED亮?xí)r,指示功放工作于甲乙類狀態(tài)。甲類功率放大器溫度較高,有了溫度檢測(cè)和保護(hù),就不會(huì)有“天有不測(cè)風(fēng)云”之憂。另外,開關(guān)SW3可對(duì)末級(jí)是否采用大環(huán)路負(fù)反饋進(jìn)行選擇。功放激勵(lì)級(jí)電源由線路板上的±50V電源提供。為節(jié)省體積,便于線路板(250×80mm)貼近散熱器一起豎直安裝,末級(jí)的整流濾波器件不在功放板上,圖2中就省去了末級(jí)電源的電原理圖。

          電路調(diào)試

            為取得較大的動(dòng)態(tài)范圍,輸入級(jí)輸出電流取2.5mA,調(diào)整電位器R1使R8上的電壓降為3V;這時(shí)第二級(jí)電壓
          音響廣場(chǎng)

           甲類晶體管功率放大器,音色溫暖甜美,使人傾心。但甲類功放溫升較高,如采用普通的雙極性晶體管,則溫度穩(wěn)定性較差,調(diào)試?yán)щy,使用中也讓人擔(dān)心。本文介紹輸出級(jí)采用三肯產(chǎn)品SAP15N/P的甲類功放。SAP15N/P輸出電流15A,耐壓160V,功率150W,結(jié)溫150℃。該晶體管內(nèi)置溫度補(bǔ)償二極管陣列,解決了功放電路中溫度補(bǔ)償延遲的技術(shù)難題,它的溫度補(bǔ)償二極管置于晶體管芯片的中心部位,能夠快速同步地檢測(cè)晶體管溫度的變化,并對(duì)偏置電流進(jìn)行修正,使之保持恒定。普通雙極性晶體管制作的甲類功率放大器,因溫度變化,放大器進(jìn)入穩(wěn)定的時(shí)間較長(zhǎng),往往通電半個(gè)小時(shí)后才能夠穩(wěn)定下來(lái),而且隨著氣溫的不同,偏置電流也會(huì)隨著變化。實(shí)際使用中,也要煲機(jī)半個(gè)小時(shí)后才能聽到真正甲類的音色。而采用SAP15N/P對(duì)管,由于它內(nèi)部溫升和補(bǔ)償?shù)囊恢?,放大器通電幾分鐘后,就進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài),其效率高,工作穩(wěn)定、安全。因此,可以說(shuō)SAP15N/P對(duì)管是甲類功率放大器的最佳拍檔。除此之外,SAP15N/P還具有工作線性好、飽和壓降小、電源利用率高等諸多優(yōu)點(diǎn)。SAP15N/P除溫度補(bǔ)償二極管外,內(nèi)部還自帶末前級(jí)推動(dòng)晶體管和射極0.22Ω電阻,具有很高的性價(jià)比。圖1是SAP15N/P的外形圖及內(nèi)部電氣原理圖。它有5根引腳。在它的NPN側(cè)內(nèi)部有一個(gè)PN結(jié)二極管,PNP側(cè)內(nèi)部有五個(gè)肖特基二極管起溫度補(bǔ)償作用。使用時(shí),在NPN管的二極管和PNP管的肖特基二極管之間加一個(gè)可變電阻,以調(diào)節(jié)空載電流。

          工作原理

            圖2示出了采用甲類單聲道設(shè)計(jì)的功放電路。該功放具有溫度檢測(cè)和保護(hù)功能,還具有直流中點(diǎn)伺服等特點(diǎn)。其輸入級(jí)采用了由場(chǎng)效應(yīng)孿生管V1/V2(K389/J109)和晶體管V3~V6構(gòu)成的共源-共基電路,該電路高頻失真小,動(dòng)態(tài)范圍大,信噪比高。在第二級(jí)電壓放大級(jí)中,V15、V16構(gòu)成雙級(jí)推挽級(jí)聯(lián)電路,V15/V7和V16/V8分別構(gòu)成理想的電流源,電流放大分別由V7、V8完成,電壓放大由V15/V16完成。揚(yáng)聲器保護(hù)電路采用東芝揚(yáng)聲器保護(hù)集成電路TA7317(IC3),其中VD6是關(guān)機(jī)靜噪電源檢測(cè),接變壓器交流端。V12和VD8構(gòu)成繼電器工作電源。場(chǎng)效應(yīng)集成雙運(yùn)放IC1(LF353)中的IC1A進(jìn)行直流中點(diǎn)伺服以穩(wěn)定中點(diǎn)電位;IC1B與V13、溫度檢測(cè)開關(guān)SW2以及光電耦合器IC2組成溫度檢測(cè)和保護(hù)動(dòng)作電路。溫度開關(guān)觸點(diǎn)為常閉觸點(diǎn),動(dòng)作溫度90℃,使用時(shí)用螺絲固定在散熱器上檢測(cè)溫度。正常情況下,溫度開關(guān)SW3的觸點(diǎn)閉合,IC1B的⑤腳電壓高于⑥腳,⑦腳輸出高電平,V13導(dǎo)通,其集電極呈低電平,光電耦合器IC2無(wú)電流通過(guò);當(dāng)散熱器溫度到達(dá)90℃時(shí),SW3斷開,IC1B的⑤腳電壓低于⑥腳電壓,⑦腳輸出低電平,V13截止,其集電極呈高電平,電流流經(jīng)IC2的①、②端,致使③、④端導(dǎo)通,這時(shí)電阻R51對(duì)激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行分流,從而減小末級(jí)的靜態(tài)電流,工作狀態(tài)由甲類改為甲乙類,進(jìn)而降低晶體管的工作溫度,確保其安全。IC1和VD7還組成自保持電路,當(dāng)溫度保護(hù)電路動(dòng)作以后就將IC1B的⑤腳的比較電壓鉗制在低電平,使功放保持甲乙類工作狀態(tài)。溫度保護(hù)動(dòng)作以后,關(guān)機(jī)后再開機(jī)自動(dòng)恢復(fù)甲類工作狀態(tài)。SW1是甲類或甲乙類工作方式手動(dòng)選擇開關(guān),可以人為事先設(shè)定,SW1閉合是甲類放大,SW1斷開是甲乙類放大。發(fā)光二極管LED亮?xí)r,指示功放工作于甲乙類狀態(tài)。甲類功率放大器溫度較高,有了溫度檢測(cè)和保護(hù),就不會(huì)有“天有不測(cè)風(fēng)云”之憂。另外,開關(guān)SW3可對(duì)末級(jí)是否采用大環(huán)路負(fù)反饋進(jìn)行選擇。功放激勵(lì)級(jí)電源由線路板上的±50V電源提供。為節(jié)省體積,便于線路板(250×80mm)貼近散熱器一起豎直安裝,末級(jí)的整流濾波器件不在功放板上,圖2中就省去了末級(jí)電源的電原理圖。

          電路調(diào)試

            為取得較大的動(dòng)態(tài)范圍,輸入級(jí)輸出電流取2.5mA,調(diào)整電位器R1使R8上的電壓降為3V;這時(shí)第二級(jí)電壓

          音響廣場(chǎng)
            放大級(jí)輸出電流為6mA左右:SAP15N/P要求流過(guò)內(nèi)部二極管的電流為2.5mA,這6mA的電流供兩對(duì)SAP15N/P使用(R51、R52有幾百微安的分流)。因流經(jīng)兩對(duì)SAP15N/P對(duì)管內(nèi)部溫度補(bǔ)償二極管電流的分流關(guān)系,如單獨(dú)調(diào)整一邊,會(huì)出現(xiàn)“蹺蹺板”現(xiàn)象,調(diào)整時(shí),應(yīng)輪流少量地往上或往下調(diào)節(jié)靜態(tài)電流,不要一次到位,逐漸使兩對(duì)功率管的靜態(tài)電流趨近一致,每對(duì)管電流為800mA,即甲類輸出50W(50W以上為乙類)所需要的電流,或根據(jù)自己的情況和散熱器的大小決定靜態(tài)電流的大小。甲類靜態(tài)電流調(diào)好后,斷開SW1,人為設(shè)置甲乙類工作方式,這時(shí)末級(jí)靜態(tài)電流應(yīng)下降,調(diào)整分流電阻R51的阻值,以獲得自己所需的甲乙類偏置電流,比如200mA,由每對(duì)管100mA分擔(dān)。調(diào)整完畢,待穩(wěn)定后,就可實(shí)際試聽,甲類功放溫暖的音色大家都有共識(shí),這里不再渲染,只對(duì)不同負(fù)反饋的選擇上對(duì)聽音作一比較。末級(jí)選擇無(wú)大環(huán)路負(fù)反饋,因避免了揚(yáng)聲器反電動(dòng)勢(shì)對(duì)前級(jí)的影響,低音聽起來(lái)要重一些,很柔,并富有彈性,但中高音細(xì)節(jié)的清晰度比起有大環(huán)路負(fù)反饋來(lái),似乎稍遜色一點(diǎn),不過(guò)辨別起來(lái)不是很明顯。因此實(shí)際使用中,可根據(jù)個(gè)人的愛好和音樂的不同風(fēng)格來(lái)進(jìn)行選擇。以筆者之見,低音較豐富的音樂,大動(dòng)態(tài)的音樂,用末級(jí)無(wú)大環(huán)路負(fù)反饋方式比較好;弦樂、古典樂、交響樂和獨(dú)唱可選用末級(jí)大環(huán)路負(fù)反饋。



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