交換式電源在音響上的實務應用

/Donald

switchregulator_1.jpg (56412 個位元組)

規格:

  •  額定輸出功率:1050W

  •  輸出直流電壓:30V~60V(可調)10A, 24V(固定)1.5A

  •  輸入交流電壓: AC88V~132V(皆可啟動)

  •  電壓穩定度:上述輸入電壓下,輸出電壓變動小於0.2%

  •  負載穩定度:由空載到滿載小於0.2%

  •  輸出紋波電壓:<12mV

  •  空載損耗功率:<3W

  •  抗電強度:1500V1分鐘)

  •  絕緣電阻:>1000M

  •  電源工作頻率:120K

switchregulator_2.jpg (32467 個位元組)

主電源(DC30V~DC60V)短路或前後級PCB上零件燒毀鑿穿時輸出電源自動切斷直到修護完畢電源才開始供電,否則SWITCH  POWER將處於保護狀態。

SWITCH  POWER工作原理及特性:採用SWITCH  POWER作為放大器的電源給人的感覺信噪比極高,極其寂靜,音樂的背景相當乾淨,低頻非常澎湃有力,這是由於SWITCH  POWER工作原理不同於低頻鐵蕊電源造成的。

SWITCH  POWER首先把市電110V  60Hz整流轉變成直流電,之後再轉變為高頻交流電(本電源為120K),最後又再轉變成直流電,因此不會產生低頻鐵蕊變壓器的電磁洩漏而產生交流聲干擾,提高信噪比。

此電源採用高效率及高負載穩定度的小功率SWITCH  POWER,做整個信號處理即驅動電路的電源,和一般自激式啟動然後自饋式的SWITCH  POWER相比,信號處理及值驅動電路的工作環境不受負載大幅度波動的影響,工作更加穩定可靠,並在負載大幅度波動時能保證驅動電路有足夠的推動力,進而使電源的負載調整率大幅度提高,電源的動態範圍也大大增加。

控制電路不用傳統SWITCH  POWER的單一型脈寬調整電路即外環路控制方式,由於外環控制電路介入了積分電路,故電源反應速度極慢,為毫秒(ms)級,本電源改採較先進的內環控制電路,內環控制電路可以不經任何積分電路及誤差放大器,就能只接在PWM比較器中改輸出脈寬,因此電源反應速度極快,加上本電源工作頻率是120k高頻,其瞬態反應速度更快為微秒級(us),約為20us~30us,這麼高的反應速度已可以和線性穩壓電源相比美。

本電源採電流比例調整電路,使主電流在負載較輕時,副電源(24V)也能有一定之電流輸出,進而增加副電源輸出電流的動態範圍。

此電源的電流檢測電路,能在電流檢測電阻上感應出峰值電感電流,並進行逐個脈衝限流,這種峰值電感電流檢測技術可以準確且靈敏地限制最大輸出電流,因此整個電源可靠性大大提高,電源的過流及短路保護也極其靈敏與迅速。

心得:

一般人認為SWITCH  POWER因工作頻率極高可用較小容量的濾波電容,但實際應用上並不是那麼一回事,較理想是加大到10000uf,並且用6000uf罐頭式大電容併在濾波電容正負兩端,這電容非常重要,關係到音場及速度,且如有可能在濾波電容上併0.1uf的銀箔油浸電容,那音樂性更好,運用時大電容要注意耐壓需200DC以上,且輸出電源的濾波電容也須加大,這樣對消除電壓紋波很有幫助。

SWITCH  POWER正式裝機時,須用2.5mm鋁板做成U字型,把SWITCH  POWER上的晶體鎖在U字型鋁板兩側,並在底部塗滿散熱膏用螺絲固定在機箱上利用機箱整個面積散熱。

下圖為本人前級一聲道的電源架構,中間即是加U字型鋁板的SWITCH  POWER,在其右邊為市電整流後的濾波電容群,較小的是美國samgamo  1000uf  200V電容,而較大的電容像罐頭的是1500UF  400v,在SWITCH  POWER左邊是輸出濾波電容spargue  470uf  200V  82D

switchregulator_3.jpg (123700 個位元組)