專利名稱：換導(dǎo)式功率放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所屬的技術(shù)領(lǐng)域?yàn)橐纛l功率放大電路，涉及一種換導(dǎo)式功率放大器。本功率放大器是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外的任何音響電路中，都不曾出現(xiàn)過的使用單電源的全新概念的音頻 功率放大器。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，一般都使用雙路對(duì)稱電源供電來啟動(dòng)音響功放。若要使用單電源 供電來啟動(dòng)音響功放，必須要使用2套完全相同的電路在功放末級(jí)輸出互為反相的信號(hào)并 組成橋式結(jié)構(gòu)來推動(dòng)負(fù)載，這樣做的缺點(diǎn)是使用元器件的數(shù)量大，相當(dāng)于用2套功放組件 來合成僅一個(gè)聲道的功放，也因?yàn)槿绱斯Ψ拍┘?jí)大電流、大電壓所產(chǎn)生的電磁輻射對(duì)電路 的影響較大，并且由于2套電路的各自增益總是會(huì)有誤差再加上環(huán)路負(fù)反饋控制困難，因 此功放末級(jí)輸出信號(hào)在負(fù)載處形成的效果也不佳，這是此類音響功放極少被采用的主要原 因。另一種單電源供電的音響功放是采用變壓器耦合的方式，因其技術(shù)比較陳舊音質(zhì) 相對(duì)較差也極少被采用。再有一種單電源供電的音響功放是采用開關(guān)形式的功放，因其附屬開關(guān)電路較為 復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用中也極少被采用。因此在這里提出一種全新概念的由單路電源供電的、靜態(tài)電流在20mA左右的音 頻功率放大器-換導(dǎo)式功率放大器。換導(dǎo)式功率放大器是在原換導(dǎo)式對(duì)稱功率放大器(申 請(qǐng)?zhí)朇N200610029192. 4)的基礎(chǔ)上經(jīng)過不斷改進(jìn)而來的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是使用單路電源，而不必依靠變壓器雙路等電壓繞組 輸出來供電，同樣能達(dá)到與使用雙路對(duì)稱電源供電的功率放大器一樣的效果，同時(shí)消除了 使用雙路對(duì)稱電源的功率放大器因中點(diǎn)漂移而引出的諸多問題，不存在產(chǎn)生中點(diǎn)電位漂移 的可能，因此能保證放大器工作在最佳狀態(tài)。并且靜態(tài)電流極低(在20mA左右)，輸出功率 強(qiáng)大，電源能效的利用率是普通雙電源功率放大器的一倍。使用雙電源工作的功放，其輸出 功率只能利用雙路電源中的一路能源，另一路則空置，如此交替。而換導(dǎo)式功率放大器則可 使用供電系統(tǒng)的全部能源。說明書附圖中21內(nèi)的電路是本電路的關(guān)鍵內(nèi)容，其包括啟動(dòng) 電阻R5，第一互補(bǔ)管V5、V6，第二互補(bǔ)管VI、V2，以及一個(gè)二級(jí)穩(wěn)壓偏置電路；其特征是設(shè) 置了二級(jí)穩(wěn)壓偏置方法，使第一互補(bǔ)管V5、V6的基極偏置電流及電位在靜態(tài)時(shí)被穩(wěn)定地固 定，并設(shè)置獨(dú)到的方案使第一互補(bǔ)管的兩個(gè)基級(jí)電位在動(dòng)態(tài)時(shí)交換保持其中之一不變，將 啟動(dòng)電阻R5 —端連接第一互補(bǔ)管V5、V6的共發(fā)射極，另一端連接負(fù)載RL的①端，第一互補(bǔ) 管V5、V6與第二互補(bǔ)管V1、V2組成對(duì)稱的二級(jí)直耦放大電路，由啟動(dòng)電阻R5將功放管V3、 V4建立在負(fù)載上的電壓變化傳導(dǎo)到第一互補(bǔ)管的共發(fā)射極，使其中之一晶體管的電流增大 而另一晶體管則趨于截止，從而推動(dòng)第二互補(bǔ)管中一晶體管趨向飽和，趨向飽和的程度由功放管的電流大小來決定，以此來配合功放管推動(dòng)負(fù)載。所述啟動(dòng)電阻R5 —端連接第一互補(bǔ)管V6、V5的共發(fā)射極，另一端連接負(fù)載RL的 ①端及功放管V3、V4的發(fā)射極，第二互補(bǔ)管V2、Vl的共集電極連接負(fù)載RL的②端，兩個(gè)發(fā) 射極分別通過一電阻連接電源電壓的正極、負(fù)極，以及電結(jié)合第一互補(bǔ)管集電極與第二互 補(bǔ)管基極的限流電阻R4、R3 ；所述第一互補(bǔ)管V6、V5的兩個(gè)基級(jí)分別連接至由三極管V8、 V7的集電極連接電阻R7、R8的結(jié)點(diǎn)。同時(shí)設(shè)置了 二級(jí)穩(wěn)壓偏置方法，由2只電阻Rl、R2和1只穩(wěn)壓管Dl組成第一級(jí) 穩(wěn)壓偏置，以及由4只二極管D4、D5和D6、D7及1只電阻R6組成第二級(jí)穩(wěn)壓偏置；如此可 使三極管V7、V8基極的靜態(tài)偏置電流穩(wěn)定，從而穩(wěn)定住由三極管V7、V8的集電極連接電阻 R8、R7的結(jié)點(diǎn)電位(即穩(wěn)定住第一互補(bǔ)管V5、V6的基極電位)，以此保證第一互補(bǔ)管V5、 V6和第二互補(bǔ)管VI、V2靜態(tài)工作電流的恒定。并設(shè)置獨(dú)到的方案，使第一互補(bǔ)管V6、V5的兩個(gè)基級(jí)電位在動(dòng)態(tài)時(shí)交換保持其中 之一不變，當(dāng)?shù)谝换パa(bǔ)管的其中之一晶體管導(dǎo)通時(shí)，另一晶體管必定趨于截止；在靜態(tài)時(shí)， 三極管V6的基極電位高于三極管V5的電位，兩基級(jí)之間的電位差為IV左右，第一互補(bǔ)管 V6、V5基極的靜態(tài)電位由三極管V8、V7的集電極連接電阻R7、R8的結(jié)點(diǎn)電位來固定，同時(shí) 用2只高精度等值電阻Rll、R12來分壓取得電源電壓的中點(diǎn)，電阻R12 —端連接電源電壓 的正極，另一端連接電阻Rll的一端即為中點(diǎn)，并將該中點(diǎn)連接至第一互補(bǔ)管V5、V6的共發(fā) 射極，電阻Rll另一端連接電源電壓的負(fù)極。經(jīng)過采用以上方法后產(chǎn)生的有益效果是音響效果令人感受如同在樂隊(duì)的前面聆 聽音樂，音效的真實(shí)感前所未有；其低音區(qū)音色低沉輕松，與電子管音響功放相當(dāng)，而低音 層次分明清純則很明顯地遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過電子管音響功放，這是本技術(shù)在音效上的主要特征；中、 高音區(qū)音色明亮柔和，聲音細(xì)節(jié)清晰可辨(如唇齒間的發(fā)音、沙錘等)，聲場(chǎng)廣闊，聽純鋼 琴曲及MTV如身臨其鏡，音色悅耳動(dòng)聽，令人心動(dòng)，令人愉悅。


附圖中21內(nèi)的電路即為本發(fā)明的關(guān)鍵內(nèi)容，此外部分的電路是音響功放的常規(guī) 電路；附圖中22內(nèi)的電路即為經(jīng)二級(jí)穩(wěn)壓后向第一互補(bǔ)管V5、V6的基極提供靜態(tài)偏置 電流的電路；圖1為換導(dǎo)式功率放大器的電路原理圖；在說明書附圖中，Rl= R2、R3 = R4、R7 = R8、Rll = R12、Ra = Rb、Cl = C2 = C3/100 ；三極管V5、V6為第一互補(bǔ)管；三極管VI、V2為第二互補(bǔ)管；三極管V3、V4為功放 管；電源電壓在+12V 32V之間可根據(jù)功率需要來確定，整個(gè)功放的靜態(tài)電流在20mA左 右，輸出功率在IOW 100W。
具體實(shí)施例方式從說明書附圖中可以看到整個(gè)功放電路的構(gòu)成很普通，只是構(gòu)思巧妙。整個(gè)功率放大器除了象通常音響功率放大器大致一樣的接法外，主要加入了附圖中21內(nèi)的電路，使 用此電路即可讓功率放大器用單路電源來運(yùn)行。
附圖中22內(nèi)的電路是向第一互補(bǔ)管V5、V6的基極提供經(jīng)二級(jí)穩(wěn)壓后的靜態(tài)偏置 電流，其中，由2只電阻R1、R2和1只穩(wěn)壓管Dl組成第一級(jí)穩(wěn)壓偏置，當(dāng)電源電壓上升波動(dòng) 時(shí)，可以依靠穩(wěn)壓管Dl來穩(wěn)壓；由4只二極管D4、D5和D6、D7及1只電阻R6組成第二級(jí)
穩(wěn)壓偏置。電路的實(shí)現(xiàn)是按圖1的換導(dǎo)式功率放大器的電路原理圖，首先連接由Rl、R2、Dl組成的第一級(jí)穩(wěn)壓部分，一端連接電源正極的電阻R2其另一端連接穩(wěn)壓管Dl的陽極，一端 連接電源負(fù)極的電阻Rl其另一端連接穩(wěn)壓管Dl的陰極，穩(wěn)壓輸出端為穩(wěn)壓管Dl的陽極、 陰極端；穩(wěn)壓管Dl的陽極端連接二極管D2的陽極，二極管D2的陰極連接二極管D4的陽極 和三極管V8的發(fā)射極及電阻R8的一端；穩(wěn)壓管Dl的陰極端連接二極管D3的陰極，二極管 D3的陽極連接二極管D7的陰極和三極管V7的發(fā)射極及電阻R7的一端；再連接由D4、D5和 D6、D7及R6組成的第二級(jí)穩(wěn)壓部分，由二極管D4的陽極連接三極管V8的發(fā)射極和電阻R8 的一端及二極管D2的陰極，二極管D4的陰極連接二極管D5的陽極，二極管D5的陰極連接 電阻R6的一端并通過限流電阻RlO連接三極管V8的基極，同樣，由二極管D7的陰極連接 三極管V7的發(fā)射極和電阻R7的一端及二極管D3的陽極，二極管D7的陽極連接二極管D6 的陰極，二極管D6的陽極連接電阻R6的另一端并通過限流電阻R9連接三極管V7的基極； 電阻R7的另一端連接三極管V8的集電極及三極管V6的基極，電阻R8的另一端連接三極 管V7的集電極及三極管V5的基極。電阻R12 —端連接電源電壓的正極，另一端連接電阻Rll的一端即為中點(diǎn)，并將該 中點(diǎn)連接至第一互補(bǔ)管V5、V6的共發(fā)射極，電阻Rll另一端連接電源電壓的負(fù)極。三極管 V6、V5的發(fā)射極相互連接并連接啟動(dòng)電阻R5的一端，三極管V6、V5的集電極分別通過限流 電阻R4、R3連接三極管V2、V1的基極，三極管V2、V1的發(fā)射極與三極管V4、V3的集電極分 別連接，并且分別通過一電阻連接到電源電壓的正極、負(fù)極。電阻R7與三極管V8的集電極 及三極管V6的基極連接，通過調(diào)整三極管V8的集電極電流使三極管V6基極的電位固定在 高于電源電壓中點(diǎn)的0. 5V左右；電阻R8與三極管V7的集電極及三極管V5的基極連接，通 過調(diào)整三極管V7的集電極電流使三極管V5基極的電位固定在低于電源電壓中點(diǎn)的0. 5V 左右，三極管V6基極的電位高于三極管V5基極的電位，兩基極之間的電位差在IV左右。在完成以上步驟后，再將三極管V2、Vl的集電極相互連接并連接負(fù)載RL的②端， RL的①端連接三極管V4、V3的集電極以及啟動(dòng)電阻R5的另一端。三極管V6、V5應(yīng)選高 β值NPN型、PNP型對(duì)管，β值在350 500之間，附圖中全部晶體管對(duì)管的配對(duì)誤差在 士5%。附圖中其余部分為音響功放的常規(guī)電路，由一前置放大級(jí)VII、V12、一推動(dòng)級(jí)V9、 V10、一功放級(jí)V4、V3,以及環(huán)路負(fù)反饋控制部分組成；前置放大級(jí)和推動(dòng)級(jí)使用的對(duì)管型 號(hào)為2SC1815/2SA1015，功放級(jí)V4、V3的對(duì)管型號(hào)為2SC3280/2SA1301，二極管D8應(yīng)當(dāng)選 鍺型二極管，電阻Ra與Rb的阻值精確相等，電容Cl與C2電容量精確相等，電容C3的電容 量是電容Cl、C2電容量的一百倍以上，音響功放的常規(guī)電路仍舊依照原來的調(diào)試方法進(jìn)行 調(diào)整，調(diào)整功放管V4、V3的集電極靜態(tài)電流在10 15mA，并且使功放管V4、V3的發(fā)射極處 于電源電壓的中點(diǎn)位置，同時(shí)連接上環(huán)路負(fù)反饋控制即可。按文中所述要求完成以上步驟后，我們就可以聆聽美妙的音樂了。如果是工廠化 大規(guī)模生產(chǎn)，則還需要增加防止交越失真電路，這也只需增加幾只元件即可，當(dāng)然調(diào)試工作 是在專業(yè)儀器的檢測(cè)之下來進(jìn)行的。
權(quán)利要求
換導(dǎo)式功率放大器，其包括啟動(dòng)電阻R5，第一互補(bǔ)管V5、V6，第二互補(bǔ)管V1、V2，以及一個(gè)二級(jí)穩(wěn)壓偏置電路；其特征是設(shè)置了二級(jí)穩(wěn)壓偏置方法，使第一互補(bǔ)管V5、V6的基極偏置電流及電位在靜態(tài)時(shí)被穩(wěn)定地固定，并設(shè)置獨(dú)到的方案使第一互補(bǔ)管的兩個(gè)基級(jí)電位在動(dòng)態(tài)時(shí)交換保持其中之一不變，將啟動(dòng)電阻R5一端連接第一互補(bǔ)管V5、V6的共發(fā)射極，另一端連接負(fù)載RL的①端，第一互補(bǔ)管V5、V6與第二互補(bǔ)管V1、V2組成對(duì)稱的二級(jí)直耦放大電路，由啟動(dòng)電阻R5將功放管V3、V4建立在負(fù)載上的電壓變化傳導(dǎo)到第一互補(bǔ)管的共發(fā)射極，使其中之一晶體管的電流增大而另一晶體管則趨于截止，從而推動(dòng)第二互補(bǔ)管中一晶體管趨向飽和，以此來配合功放管推動(dòng)負(fù)載。
2.根據(jù)權(quán)利要求1.所述的換導(dǎo)式功率放大器，其特征包括所述啟動(dòng)電阻R5—端連 接第一互補(bǔ)管V6、V5的共發(fā)射極，另一端連接負(fù)載RL的①端及功放管V3、V4的發(fā)射極，第 二互補(bǔ)管V2、V1的共集電極連接負(fù)載RL的②端，兩個(gè)發(fā)射極分別通過一電阻連接電源電壓 的正極、負(fù)極，以及電結(jié)合第一互補(bǔ)管集電極與第二互補(bǔ)管基極的限流電阻R4、R3 ；所述第 一互補(bǔ)管V6、V5的兩個(gè)基級(jí)分別連接至由三極管V8、V7的集電極連接電阻R7、R8的結(jié)點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1.所述的換導(dǎo)式功率放大器，其特征包括一個(gè)二級(jí)穩(wěn)壓偏置電路， 由2只電阻R1、R2和1只穩(wěn)壓管Dl組成第一級(jí)穩(wěn)壓偏置，以及由4只二極管D4、D5和D6、 D7及1只電阻R6組成第二級(jí)穩(wěn)壓偏置；如此可使三極管V7、V8基極的靜態(tài)偏置電流穩(wěn)定， 從而穩(wěn)定住由三極管V7、V8的集電極連接電阻R8、R7的結(jié)點(diǎn)電位，以此保證第一互補(bǔ)管V5、 V6和第二互補(bǔ)管VI、V2靜態(tài)工作電流的恒定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3.所述的換導(dǎo)式功率放大器，其特征包括一個(gè)二級(jí)穩(wěn)壓偏置電路， 由2只電阻R1、R2和1只穩(wěn)壓管Dl組成第一級(jí)穩(wěn)壓偏置，其中一端連接電源正極的電阻R2 其另一端連接穩(wěn)壓管Dl的陽極，一端連接電源負(fù)極的電阻Rl其另一端連接穩(wěn)壓管Dl的陰 極，穩(wěn)壓輸出端為穩(wěn)壓管Dl的陽極、陰極端；穩(wěn)壓管Dl的陽極端連接二極管D2的陽極，二 極管D2的陰極連接二極管D4的陽極和三極管V8的發(fā)射極及電阻R8的一端；穩(wěn)壓管Dl的 陰極端連接二極管D3的陰極，二極管D3的陽極連接二極管D7的陰極和三極管V7的發(fā)射 極及電阻R7的一端；以及由4只二極管D4、D5和D6、D7及1只電阻R6組成第二級(jí)穩(wěn)壓偏置，其中由二極 管D4的陽極連接三極管V8的發(fā)射極和電阻R8的一端及二極管D2的陰極，二極管D4的陰 極連接二極管D5的陽極，二極管D5的陰極連接電阻R6的一端并通過限流電阻RlO連接三 極管V8的基極，同樣，由二極管D7的陰極連接三極管V7的發(fā)射極和電阻R7的一端及二極 管D3的陽極，二極管D7的陽極連接二極管D6的陰極，二極管D6的陽極連接電阻R6的另 一端并通過限流電阻R9連接三極管V7的基極；電阻R7的另一端連接三極管V8的集電極 及三極管V6的基極，電阻R8的另一端連接三極管V7的集電極及三極管V5的基極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1.所述的換導(dǎo)式功率放大器，其特征包括設(shè)置獨(dú)到的方案使第一互 補(bǔ)管V6、V5的兩個(gè)基級(jí)電位在動(dòng)態(tài)時(shí)交換保持其中之一不變，第一互補(bǔ)管V6、V5基極的靜 態(tài)電位由三極管V8、V7的集電極連接電阻R7、R8的結(jié)點(diǎn)電位來固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1.或3.所述的換導(dǎo)式功率放大器，其特征包括第一互補(bǔ)管V6、V5 基極的靜態(tài)電位由三極管V8、V7的集電極連接電阻R7、R8的結(jié)點(diǎn)電位來固定，同時(shí)用2只 高精度等值電阻R11、R12來分壓取得電源電壓的中點(diǎn)，電阻R12—端連接電源電壓的正極， 另一端連接電阻Rll的一端即為中點(diǎn)，并將該中點(diǎn)連接至第一互補(bǔ)管V5、V6的共發(fā)射極，電阻R11另一端連接電源電壓的負(fù)極。
7.根據(jù)權(quán)利要求6.所述的換導(dǎo)式功率放大器，其特征包括用2只高精度等值電阻 R11、R12來分壓取得電源電壓的中點(diǎn)，電阻R12 —端連接電源電壓的正極，另一端連接電阻 Rll的一端即為中點(diǎn)，并將該中點(diǎn)連接至第一互補(bǔ)管V5、V6的共發(fā)射極，電阻Rll另一端連 接電源電壓的負(fù)極。
全文摘要
本發(fā)明屬于音頻功率放大電路，涉及一種換導(dǎo)式功率放大器，其特征是設(shè)置了二級(jí)穩(wěn)壓偏置方法，使第一互補(bǔ)管V5、V6的基極偏置電流及電位在靜態(tài)時(shí)被穩(wěn)定地固定，并設(shè)置獨(dú)到的方案使第一互補(bǔ)管的兩個(gè)基級(jí)電位在動(dòng)態(tài)時(shí)交換保持其中之一不變，將啟動(dòng)電阻R5一端連接第一互補(bǔ)管V5、V6的共發(fā)射極，另一端連接負(fù)載RL的①端，第一互補(bǔ)管V5、V6與第二互補(bǔ)管V1、V2組成對(duì)稱的二級(jí)直耦放大電路，由啟動(dòng)電阻R5將功放管V3、V4建立在負(fù)載上的電壓變化傳導(dǎo)到第一互補(bǔ)管的共發(fā)射極，使其中之一晶體管的電流增大而另一晶體管則趨于截止，從而推動(dòng)第二互補(bǔ)管中一晶體管趨向飽和，以此來配合功放管推動(dòng)負(fù)載。
文檔編號(hào)H03F3/20GK101820253SQ201010131469
公開日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2010年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日
發(fā)明者施少俊 申請(qǐng)人:施少俊