高效纯甲类功放(图)
这里选用了负电流反馈电路,且为对称推挽放大电路,见附图。
输入缓冲级主要由Q1~Q4构成,其中R1、C1等组成低通滤波器,防止电路因干扰杂波而自激;Q5、Q6与其外围元器件构成恒流源作该级的有源负载,它便决定该级的工作电流,又决定第一级电压放大器的静态电流,其大小为:I=(Vled-|Vk|)/2R13。
这里,Vled为发光二极管的正向导通电压,D1、C2、R11与D3、c4、R14构成简易的稳压电路,为该级的恒流源提供工作电源,建议将此级的工作电流控制在2mA以内。
由Q7、Q8等组成60.6倍的电压放大电路。
主电压放大级由Q9~Q24等组成,这里将其设计为串叠共基共射的渥尔曼放大电路。这里的偏压由齐纳噪声比稳压管更低的优质发光二极管的正向导通电压提供,Q11、Q19、c17与Q14、Q22、c20构成简洁的有源滤波器,并挂接了有源负载,极大地提高该偏压的品质。
Q25及其外围电路构成恒压偏置电路,其中,D8为温度补偿二极管,D18、D19为保护二极管,防止激励电信号过大而损坏晶体三极管。D16、D17为钳位二极管,用来保护功率管。输出端的L1、R56、R59、C29为阻抗补偿网络,使音频功放的负载更接近纯阻,不易产生自激。C29和R59构成贝茹尔网络,用来抵偿扬声器的感抗部分,限制高频输出阻抗,不易自激。R56是阻尼电阻,L1为高频扼流圈,可吸收扬声器产生的反峰电压和抑制超高频电信号送进扬声器。
安装时,应将Q25安装在功率管的散热器上,D8应紧贴散热器并用万用胶水胶固,但要注意D8的感热能力,Q28~Q31应分别加装适当的小散热器,以保证温度的稳定性。电感L1用φ1.2mm的优质漆包线在直径为1cm的骨架上密绕10匝,脱胎而成。
调整时可按如下步骤进行:
1.功放主电路不接入电源,先用三用表测量高低电压的正负电压是否对称,电压值是否正常。有条件的,可测量正负电源上并联的容量是否正常、是否对称。
2.确认元器件安装无误后,将R33调至较小值处,便可接通电源。注意观察有无异常情况发生。
3.用高精度的数字万用表测量主电压放大电路的中点电位,即测量R47、R50的交汇点对地电位为0V(一般在±3mV之内),然后逐级测量静态工作点是否正常。中点电位偏差较大,可适当调整R13、R16、R24、R25、R26、R41中的任意一只电阻器的阻值,使之达到设计要求即可。然后,测量输出端Q34、Q35的发射极间的相对电压,接着,缓慢增大R33的电阻值,使Q34、Q35的发射极间的相对电压约为0.34V,输出级的工作电流约为5A,各输出功率管的静态电流约为1.7A。此时,输出端的对地电位应为0V(偏差在±50mV之内属正常)。否则,可能是Q29和Q31、Q26和Q32、Q27和Q33、Q34和Q35等没有严格配对。若配对配得较好的话,输出端的对地电位可控制在±8mV以内。
整个调试完毕后便可进行煲机了,数小时之后便可进行试听。试听后的主观评价为:解析力极高、乐器声清晰通透、人声饱满而醇厚、控制力很强。当Vcc、Vee采用±50v供电,vcc、VEE采用±6V供电实验时,本功放的静态功耗不到72w,但它能向外提供百余瓦的甲类输出功率,与一般的甲类音频功放相比,效率得到了大幅度提高。