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三種音響電源的對(duì)比測(cè)試

作者: 時(shí)間:2011-11-13 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  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(jiàn)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),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(wèn)。實(shí)踐已經(jīng)證明,普通工業(yè)用的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(kāi)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)。

  三種音響電源的對(duì)比測(cè)試

  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(jiàn)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(jiàn)圖1~圖3。

  三種音響電源的對(duì)比測(cè)試

  三種音響電源的對(duì)比測(cè)試

  三種音響電源的對(duì)比測(cè)試

  

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(jiàn)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(kāi)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(kāi)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(wèn)。實(shí)踐已經(jīng)證明,普通工業(yè)用的開(kāi)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(kāi)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)。

  三種音響電源的對(duì)比測(cè)試

  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(jiàn)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(jiàn)圖1~圖3。

  三種音響電源的對(duì)比測(cè)試

  三種音響電源的對(duì)比測(cè)試

  三種音響電源的對(duì)比測(cè)試

  

三種音響電源的對(duì)比測(cè)試

  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(jiàn)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(ài)好者制作功放時(shí)常見(jiàn)的選擇。各工頻變壓器的主要參數(shù)見(jiàn)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(jiàn)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。

  三種音響電源的對(duì)比測(cè)試

  三種音響電源的對(duì)比測(cè)試

  三種音響電源的對(duì)比測(cè)試

  2.開(kāi)環(huán)式開(kāi)關(guān)電源

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

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

 ?。?)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。

 ?。?)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。

  (5)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(kāi)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(kāi)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(jiàn)表2。

  3.開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源

  該電源為原武漢天龍公司的產(chǎn)品,見(jiàn)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(jiàn)表3。

  


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