三種音響電源的對(duì)比測(cè)試

　　一 電源部分在音響系統(tǒng)中的重要性

　　電源部分是整個(gè)音響系統(tǒng)的基石。系統(tǒng)中的各種電路，歸根到底都是電源的調(diào)制器，對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行各種各樣的變換處理后輸出。其能量都由電源提供。電源供電的質(zhì)量，直接決定著整個(gè)系統(tǒng)的最終性能級(jí)別。在發(fā)燒友的實(shí)戰(zhàn)中，電源的重要性已經(jīng)被越來(lái)越多的人所認(rèn)識(shí)，電源部分在整個(gè)系統(tǒng)中的地位和造價(jià)也在不斷升高。但各種電源之間究竟有多大區(qū)別呢？

　　在功放中，由于功放的大功率、大動(dòng)態(tài)特性，通常采用簡(jiǎn)單的線性電源，即工頻變壓器加簡(jiǎn)單的整流濾波電路后供電路使用。只有要求高的場(chǎng)合才對(duì)電壓放大級(jí)以前進(jìn)行穩(wěn)壓供電，個(gè)別電路會(huì)連推動(dòng)級(jí)也穩(wěn)壓供電，但末級(jí)采用穩(wěn)壓供電的就極其罕見了，只出現(xiàn)在個(gè)別Hi-End級(jí)別的器材和單端甲類功放中。

　　近年來(lái)，開關(guān)電源越來(lái)越多地受到關(guān)注，與D類功放相互呼應(yīng)，被稱為未來(lái)功放的理想電源。但開關(guān)電源使用起來(lái)究竟表現(xiàn)如何？這在不少人心里還是一個(gè)疑問。實(shí)踐已經(jīng)證明，普通工業(yè)用的開關(guān)電源并不適合直接套用在音響之中，由于設(shè)計(jì)需求與音響相差甚遠(yuǎn)，工作頻率偏低，其表現(xiàn)不盡人意。那么，專門為音響設(shè)計(jì)的開關(guān)電源又如何呢？

　　下面結(jié)合本人制作功放中的一次實(shí)踐，簡(jiǎn)單地探討一下各種電源的基本性能表現(xiàn)。

　　二 三種參測(cè)電源介紹

　　1.工頻電源（工頻變壓器＋整流濾波）

　　音響中最常見的電源一般由工頻變壓器配合整流和濾波元件組成。常用的變壓器從磁路結(jié)構(gòu)上看主要的有E型、環(huán)型、C型和R型，見圖1～圖3。

　　一 電源部分在音響系統(tǒng)中的重要性

　　電源部分是整個(gè)音響系統(tǒng)的基石。系統(tǒng)中的各種電路，歸根到底都是電源的調(diào)制器，對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行各種各樣的變換處理后輸出。其能量都由電源提供。電源供電的質(zhì)量，直接決定著整個(gè)系統(tǒng)的最終性能級(jí)別。在發(fā)燒友的實(shí)戰(zhàn)中，電源的重要性已經(jīng)被越來(lái)越多的人所認(rèn)識(shí)，電源部分在整個(gè)系統(tǒng)中的地位和造價(jià)也在不斷升高。但各種電源之間究竟有多大區(qū)別呢？

　　在功放中，由于功放的大功率、大動(dòng)態(tài)特性，通常采用簡(jiǎn)單的線性電源，即工頻變壓器加簡(jiǎn)單的整流濾波電路后供電路使用。只有要求高的場(chǎng)合才對(duì)電壓放大級(jí)以前進(jìn)行穩(wěn)壓供電，個(gè)別電路會(huì)連推動(dòng)級(jí)也穩(wěn)壓供電，但末級(jí)采用穩(wěn)壓供電的就極其罕見了，只出現(xiàn)在個(gè)別Hi-End級(jí)別的器材和單端甲類功放中。

　　近年來(lái)，開關(guān)電源越來(lái)越多地受到關(guān)注，與D類功放相互呼應(yīng)，被稱為未來(lái)功放的理想電源。但開關(guān)電源使用起來(lái)究竟表現(xiàn)如何？這在不少人心里還是一個(gè)疑問。實(shí)踐已經(jīng)證明，普通工業(yè)用的開關(guān)電源并不適合直接套用在音響之中，由于設(shè)計(jì)需求與音響相差甚遠(yuǎn)，工作頻率偏低，其表現(xiàn)不盡人意。那么，專門為音響設(shè)計(jì)的開關(guān)電源又如何呢？

　　下面結(jié)合本人制作功放中的一次實(shí)踐，簡(jiǎn)單地探討一下各種電源的基本性能表現(xiàn)。

　　二 三種參測(cè)電源介紹

　　1.工頻電源（工頻變壓器＋整流濾波）

　　音響中最常見的電源一般由工頻變壓器配合整流和濾波元件組成。常用的變壓器從磁路結(jié)構(gòu)上看主要的有E型、環(huán)型、C型和R型，見圖1～圖3。

　　目前功放中流行的是環(huán)型變壓器，俗稱環(huán)牛，但由于從外面看不到鐵芯，因此外表上很難直接判斷品質(zhì)高低。市面上環(huán)牛的質(zhì)量參差不齊，很多售品都是虛有其表，看起來(lái)非常雄壯有力，實(shí)際使用效果卻很差。而E型、C型和R型變壓器由于鐵芯外露，品質(zhì)如何比較容易把握。特別是C型和R型變壓器，由于鐵芯制作工藝較為復(fù)雜，整體造價(jià)較高，所以基本上都是精品。這次測(cè)試一共選用了4臺(tái)不同結(jié)構(gòu)的變壓器，見圖4，它們功率大小各異，次級(jí)輸出組數(shù)與電壓各不相同，但次級(jí)主輸出電壓較為接近，基本上涵蓋了音響愛好者制作功放時(shí)常見的選擇。各工頻變壓器的主要參數(shù)見表1，為了列表方便，對(duì)次級(jí)小電流繞組的數(shù)據(jù)加以省略，實(shí)際測(cè)試時(shí)也只測(cè)試主繞組。順便說(shuō)一下，判斷變壓器的質(zhì)量可以從繞組的直流電阻和空載電流來(lái)進(jìn)行，一般繞組的直流電阻越低，空載電流越小，變壓器的質(zhì)量也越好。整流濾波電路有2種：一種是35A鋁殼方橋配2只10000mF/63V大電解；一種選用了規(guī)格較高的配置：25A的進(jìn)口扁橋負(fù)責(zé)整流，濾波電容采用90個(gè)220mF/63V松下音頻專用高整電解并聯(lián)，總?cè)萘窟_(dá)到19800mF（見圖5）。多個(gè)小電解的并聯(lián)大大降低了濾波電容的等效電感，增大了濾波電流，使整流濾波電路的電流輸出能力和高頻響應(yīng)得到了很大的改善。實(shí)測(cè)時(shí)主要使用后一種配置進(jìn)行。

　　2.開環(huán)式開關(guān)電源

　　該電源使用SPM系列開關(guān)電源驅(qū)動(dòng)模塊，見圖6。據(jù)廠家介紹，該產(chǎn)品具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　?。?）半橋開環(huán)式開關(guān)電源，效率》90%，自然冷卻，無(wú)需外加散熱器。

　　（2）無(wú)反饋，瞬間可提供額定電流5倍以上的電流，非常適合大功率的功放，完全替代工頻變壓器。

　　（3）振蕩頻率為40kHz占空比為50%的矩形波，輕松通過(guò)EMC測(cè)試。

　?。?）變壓器設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，一致性好，穩(wěn)定性高。

　?。?）外圍元件極少，安裝空間小，PCB可以做到與同等功率的變壓器的安裝尺寸一樣，老產(chǎn)品無(wú)需更改結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，直接更換電源部分。（6）成本低，整塊電源板成本不到同等功率的環(huán)形變壓器電源的50%。該電源采用半橋式驅(qū)動(dòng)，工作于開環(huán)狀態(tài)，重量約700g。廠家標(biāo)稱功率500W，連續(xù)EMS功率不小于400W。采用了標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，可以通過(guò)更換驅(qū)動(dòng)模塊、主變壓器和功率管、電容等相關(guān)元件方便地調(diào)整輸出功率和電壓等參數(shù)，廠家提供電壓、功率定制業(yè)務(wù)。PCB尺寸為140mm×120mm。有多組輸出電壓，雙60V/0.5A（供功放前級(jí)使用），雙40V/6A（供末級(jí)使用），雙15V/1A（供前級(jí)使用），單18V/0.3A（供保護(hù)電路使用）。工作頻率約40kHz，采用雙面PCB，結(jié)構(gòu)緊湊精練，通過(guò)了EMC測(cè)試。廠家聲稱專用來(lái)替換環(huán)牛，由于是開環(huán)方式工作，其實(shí)際表現(xiàn)與環(huán)牛類似，無(wú)保護(hù)，但有一定的短時(shí)過(guò)載能力，最大瞬時(shí)輸出電流可達(dá)30A。零售價(jià)約110元。廠家給出的樣品參考技術(shù)參數(shù)見表2。

　　3.開關(guān)穩(wěn)壓電源

　　該電源為原武漢天龍公司的產(chǎn)品，見圖7。型號(hào)是DNC－450A，重量約1100g，半橋式驅(qū)動(dòng)。電源設(shè)計(jì)緊湊合理，帶有全功能保護(hù)電路，工作頻率100kHz，使用內(nèi)環(huán)檢測(cè)電路，反應(yīng)速度快。副電源輸出為雙24V，無(wú)保護(hù)功能；主穩(wěn)壓輸出可以在35～45V范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)（測(cè)試調(diào)整為雙44V），可以輸出6A電流，超過(guò)7.5A電源自動(dòng)保護(hù)，輸出被切斷，過(guò)流消失后電源自動(dòng)恢復(fù)工作。

　　電源的主要技術(shù)指標(biāo)見表3。