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功率放大器的防护

       功率管是功率放大电路中*容易受到损坏的器件,损坏的大部分原因是由于管子的实际耗散功率超过了额定数值。另外,若功率放大器与扬声器失配或扬声器使用中长期过载,也极易损坏扬声器(或音箱),因此,在音响设备中,防护的目的是保护昂贵的功放和扬声器,所以对电源、功放、音箱的过载和短路保护是完全必要的。
     (1)电源保护:分立元件稳压电路,电路中Ri的是过载电流取样电阻,当其电压大于0.7V时,V13导通,集电极电位下降,调整管V11断开,限制电源输出电流。
      可调输出电压模块,功耗达70W,电流可达10A,电压调整率为20.8%,输出电压为1.25~15V,且有短路保护。
      当使用开关电源时(例如芯片CWl225),则有专门的保护控制端第⑩脚,只要输入过电流或过电压信号,即可达到保护目的。
  (2)功放级晶体管保护:功率放大晶体管除在使用中必须注意环境温度及选用合适的散热器外,主要是考虑过电流和过电压保护问题,目前应用的集成电路都设有限流保护和热切断保护功能(如HAl350、HA2211、LM2879等),所以在自制功放时须注意过压保护。依靠R内(电源内阻)和Vl、V2的击穿,使过电压不能升高而保护Vl、V2。
   (3)音箱扬声器系统保护:音响系统的保护有两种意义:一种是音响扬声器的过载;另一种不是音频功率的过大、而是直流电位的偏移,导致无电容隔离的OCL或BTL电路扬声器烧毁。过载时,功放电路已经有保护无须另外考虑,这里仅介绍直流偏移组合音响保护电路。
     可以看出,当左、右声道送入音箱的声音信号,经过R1、R2被电容C2、C3旁路而无直流偏移时,整流桥无直流输出,V11截止,V12、V13导通,继电器K吸合,左、右声频信号经保险丝F输出;当存在直流偏移时,整流桥输出使V11导通,V12、V13截止,继电器K释放切断了音频信号,保护音箱。
   电路中C2、C3是滤波电容,C4具有开关机时延时接通音箱功能,避免开机时的冲击噪声,V则具有短路K的断电反电动势作用,保护V12、V13晶体管。
对功放电路的了解或评价,主要从输出功率、效率和失真这三方面考虑。
  1、为得到需要的输出功率,电路须选集电极功耗足够大的三极管,功放管的工作电流和集电极电压也较高。电路设计使用中首先要考虑怎样充分地发挥三极管功能而又不损坏三极管。由于电路**放管工作状态常接近极限值,所以功放电流调整和使用时要小心,不宜超限使用。
  2、从能耗方面考虑,功放输出的功率*终是由电源提供的,例如收音机**放耗电要占整机的2/3,因此要十分注意提高电路效率,即输出功率与耗电功率的比值。

  3、功放电路的输入信号已经几级放大,有足够强度,这会使功放管工作点大幅度移动,所以要求功放电路有较大的动态范围。功放管的工作点选择不当,输出会有严重失真。 

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