教学实验用音频功率放大器专用高频开关电源的设计.pdfVIP

中国校外教育下旬刊 教学方法 教 学 实 验 用 音 频 功 率 放 大 器 专 用 高 频 开 关 电源 的 设 计 屠双贵 ◆ 音频功率放大器对 电源的要求比较特殊 ,一般 电源很难满足要求 ,而电源的好坏又很大程度上决定的功率放大器 的音效好坏 , 本 文根据教学实验需要 ,分析了一种专门用 于音频功率放大器的高频开关电源的设计方法 ,从而得出结论 ,认为高频开关电源是可 以用 于 高保真音频功率放大器的 。这使高频开关电源的应用领域扩展到了高保真音频功率放大器中 ,为以后的研究提供基本的理论基础 。 高频开关电源 　电磁兼容 　音频功率放大器 　负载特性 一 、引言 3. 整流回路产生的电磁干扰 音频功率放大器主要 由前置 级 、音调 级 、功率 放大 级 3 部 分组成 。前 一般开关电源中有两个整 流回路 : 一次整流回路和二 次整流 回路 ,这 置级要求输入阻抗高、输出阻抗小 、频 带宽 、噪声小 ; 音调级对输入 信号主 两者都不同程度的产生电磁 干扰 ,虽然要经 过滤波 处理 ,但 是二 次整流回 要起到提升 、衰减作用 ;功率放大级是音频 功率放大器的主 要部分 ,它决 定 路和一次整流回路都依然会有少量的谐波干 扰 ,因为变换频 率远高于工频 输出功率的大小, 要求输 出效率高 , 输出功率大的特点 。对 整机的要求 是 电网频率 50Hz。即 ,整流回路产生的电磁干扰也是一种高频干扰 。 失真小 、噪声低 ,有较好的扩音效果 。 综合以上分析 ,我们可以看出 ,这些干扰有着 共同的特性 , 那就是它们 通用的整流电源必须使用大容量变压器 , 这样才能保证相 对较高的 电 都是高频干扰源 。开关电源 电磁干扰的频率 都高于开关电源的开关频率 。 气性能 。但是 ,可想而知 ,这 样 电源系 统的体积就会很大 , 相对笨 重 ,成 本 很多移动通信设备由于开关 电源的 电磁兼容 性不好 都影响 了他 们的正常 也很高 。一般的高保真音频功率放大器都是使用这种整流电源来供电的 。 工作 。假如我们将开关频率设计在 100 kHz 以上 ,即使 对这些干扰不采取 为了得到质量轻 ,体积小 , 成本低 , 而且 电气特 性优 良的电源 系统 , 我 其他特别的措施 ,也不会影响到通频带相对比较窄的音频功 率放大器的正 们首先想到了高频开关电源 , 因为高频的存 在 ,使得 用于变 换的变 压器 体 常工作 。事实上 ,人们对于开关电源存在各种各样的电磁干 扰已经做了各 积小 ,质量轻 。而现代 电力电子技术的成熟 也能保证开关电源有很好的 电 种努力 , 在几十年的开关电源 发展史 中 ,人们 也在降低其电磁干 扰方面尝 气特性 。 试了很多的方法并有了一定的突破 。例如 ,吸收 电路可以降低 电路中电压 众所周知 ,因为音频功率 放大器 要求电流变化 的范围等因素 的存 在 , 和电流的变化率 ; 用软开关技术来修 正电路的变换 波形 ; 使用 EM I滤波技 一般通用的开关电源在音频功率放大器 中表现欠佳 ,因此它在高保真音 频 术抑制开关电源的传导干扰 ;选择合适的驱动电路 ,选用优秀元器件 (包括 功率放大器中没有获得 广泛应用 。所 以开发 音频功 率放大器专用 开关 电 功率管 、二极管 、变压器等 ) ;进行合理的 PCB 布局 、布线及接地 ,减 小 PCB 源就很必要了 。 的电磁辐射和 PCB 上电路之间的串扰 ; 加强屏蔽等措施 。 通过对一系列的实验数据的分析我们发 现 ,音频功率放大器对 电源 供 三 、音频功率放大器对开关电源的基本要求 电