最简单的单差分OCL功放电路

2017-03-16 62 0

现代功放性能提高的同时电路结构日益复杂,给业余制作者尤其是初学者带来困难。本文介绍一款仅20余只元件(含晶体管)的最简OCL功放,能以较低谐波失真向8 Ω(4 Ω)负载提供50 W(120 W)输出功率。

一、电路原理与性能

输入级BG1、BG2按惯例采用差分放大级,此处选用PNP管,与NPN管相比配对容易、一致性好、噪声较低。第二级BG3为主电压放大级,提供大部分电压增益;但未采用常见“自举”电路——大功率功放的“自举”对增大输出功率意义不大,反而省去一只影响音质的电解电容、简化电路。C2为相位补偿电容。末级由BG4~BG7以最简方式复合构成互补输出级,元件少、无调整,并能以较小功率的推动管BG4、BG5满足驱动末级100 W以上的要求。末级静态电流以减小低输出功率交越失真为主,通常取40~50 mA;大功率输出时的交越失真因“掩蔽”效应影响不大。因未作热补偿,工作时随温度上升静态电流略升,但试用未现失控。C3作电源高频去耦。

本机加总体负反馈后增益约20倍(26 dB),取消负反馈也能正常满功率输出且波形对称,开环性能不俗;负反馈主要用以补偿BG3参数离散性、保证增益稳定而非降低失真。

样机实测(BG6、7选用不同互补大功率管):2N3055/MJ2955(±35 V、8 Ω)50 W,MJ802/MJ4502(±35 V、4 Ω)75 W,±37.5 V、8 Ω 62 W、4 Ω 112 W,稳压±35 V、4 Ω 131 W。总谐波失真:额定输出1 kHz为0.35%、10 W RMS 1 kHz为0.015%;信噪比115 dB;功率带宽(-3 dB)100 kHz;频率响应(1 W、±1 dB)2 Hz~110 kHz;阻尼系数(8 Ω)90。电路通用性强,配相应输出管与电源即可获得50~100 W;电路已简化到近乎不可再减,性能却在一般之上。推测其低失真源于前后级失真相互补偿抵消,使开环失真较低。

二、主要器件选用

电源部分各输出功率档位采用相同电路程式,仅变压器与滤波电容容量不同;立体声使用时变压器次级电流容量与滤波电容至少加倍。互补大功率管选用2N3055/MJ2955(50 W级)或MJ802/MJ4502(80~130 W级),其fT约2.5 MHz、电流大、是开关功率管,作音频功放表现良好。需注意2N3055/MJ2955的VCE0规格值较低,实际常大于100 V,±40 V下使用应无问题,但切勿选购按60 V分档者。BC557/BC546较难购到,可按要求选用相应高频小功率管。为改善开环线性,差分管与互补管应配对:差分管在0.5 mA时hFE相差<5%、VBE相差<20 mV;互补推动管在1~80 mA内尽量接近;末级在100 mA~3 A(50 W)或~4 A(100 W)内接近。主电压放大管BG3在10~15 mA时hFE不低于60。D1、D2为1N914开关二极管(可用1N4148代换)。R7、R8选2~5 W渗碳电阻(可用两只0.68 Ω、1~2 W金属膜并联代换)。散热器热阻不劣于8~10 ℃/W,建议尽量选大。

三、安装与调试

功放元件装于印板(注意图2为正面安装面,自制时需左右颠倒复制)。末级BG6、BG7通过60×45×85 mm“L”形铝支架安装,管壳与支架间垫导热绝缘片。电源整流滤波元件可直接装于底盘,遵循“一点接地”原则。调试分三步:①空载调试——测量输出中点电压(±50 mV以内为正常,偏正则加大R2、偏负反之),R7/R8压降应达13~17 mV(对应40~50 mA静态电流);②纯电阻负载——接8~10 Ω电阻复测中点与静态电流;③实际负载——若接入扬声器后产生自激,可在输出端加RC补偿网络。最后加入信号试听1小时左右并复测,一般中点电压<±100 mV、静态电流<100 mA且不持续上升,即调试完毕。



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