专业功放电路分析与维修

CACDSA-1800A专业功放电路分析与维修CACDSA-1800A是一款具有输入音量自动增益控制并采用高效G类放大器的专业功放，后面板标注是“USA”产品，不管是原装还是山寨，其独特的电路设计很值得分析与解读。这是其中一个声道的电路板与抄板电路图。平衡输入的冷热端信号分别送入1C2a的正反相输入端，放大后送到6.5mm插孔的插断触点。如果不使用6.5mm插头，平衡输入的信号通过插孔触点直接输给后边电路。当使用6.5mm插头输入信号时，平衡输入就被断开。输入的信号经C7隔直耦合通过双芯屏蔽线连接到前面板的音量电位器，经衰减控制后返回到IC1的③脚进行放大，由⑥脚输出。输出的信号一路提供给电压放大级进行电压放大，另一路送到由四运放LF347构成的音量自动增益控制插件。信号经IN脚进入插件小板，经两个二极管全波整流形成一个能反映信号强度的直流电压。（插件元件序号是作者所加，为了区别插件与主电路元件序号，插件序号前加“-”）IC-1a对这个电压进行倒相放大，①脚输出负电压通过-R5加到IC-1b⑥脚。同时从-R6来的正压也加在⑥脚。输入信号较小时，⑥脚成正压，⑦脚输出负电压。由于-D3-D4两个二极管不导通，插件电路对输入信号不起作用。当输入信号过强时，⑥脚变成负压，倒相放大后由⑦脚输出正电压。这个电压一路送到IC-1c由⑧脚缓冲输出，驱动光电耦合器的发光二极管点亮，耦合器中的光敏电阻受光后电阻变小。此光敏电阻经OUT脚与IC1③脚相连，把输入到③脚的信号分流，起到自动增益控制的作用。另一路由IC-1d放大后由CLIP脚输出，使显示面板的削波指示灯点亮。Q1Q2是第一级电压放大，Q4Q6是第二级电压放大。一般功放电路中，没有Q3Q5两个三极管。增加这两个管子可对Q4Q6通过的电流进行监控。从图中可看出Q3Q5的基极偏置电阻R23R28只有20Ω，如果Q4Q6的集电极电流不超过±30mA，Q3Q5因没有足够的偏置电压而不导通。在信号过强造成Q4Q6电流超过±30mA时，Q3Q5就会导通，从而减小Q4Q6的偏置，防止电流过大造成后边电路损坏。恒压偏置管Q7Q8两个并联，Q8紧贴散热片作温度补偿。在推动管Q11Q12的偏置电路中还增加了由Q29Q30Q31Q32组成的过流保护电路。功放电路中常见的过流保护电路是从功率管发射极电阻取样的，此电路改由推动管发射极电阻取样，提前取样可使推动管也得到保护。Q30Q32与Q29Q31组成复合管对推动管基极进行分流，使保护电路的控制灵敏度与反应速度都大大提高。在功放电路中，功率管的功耗决定着整机的效率。放大器在输出功率只有满功率的三分之一时是功率管功耗最大的时候，输出功率越接近满功率，功率管的功耗反而会越小。功率管的功耗等于管压降与集电极电流的乘积。在输出功率不变的情况下，集电极电压越高功耗就越大。比如此功放的功率管在±110V供电时，一般音量时输出功率仅是满功率的三分之一，功率管的功耗最大。如果音量大小不变，把功率管集电极电压从±110V变成±60V。一是管压降减小了50V，二是输出接近满功率，功率管的功耗大大降低。采用降低功率管供电电压的方法就能减小功率管的功耗，但是低电压供电会带来新的问题，在强信号需要更大功率输出时会因电压不足造成削波失真。这时又需要高一些的供电电压，弥补削波失真现象。G类放大器就可以根据输出功率不同适时切换功率管供电电压，既做到了低功耗高效率，又解决了削波失真的问题。Q13-Q18是三对三肯功率管，Q9Q10Q19Q20Q21Q22组成G类放大器的电压切换电路。Q19-Q22是厂家自己封装的管子，型号是CACE-1188、CACE-1199。这两个型号是查不到具体参数的，根据测量可确认这是两对不同极性的场效应管，其中E-1188是N沟道管，E-1199是P沟道管。根据供电电压和三对功率管的电流估算，这两对场效应管的参数应该是耐压200V电流30A左右的场效应功率管。Q9Q10分别是Q19Q20和Q21Q22的驱动管，这两个管子的基极电压由两路提供。一路是±110V经R31R32W5、R34R33W6与输出中点的分压提供，根据计算此电压约±20V左右。另一路是±60V经D9D10箝位提供，约±59V多。静态时这两个管子都处于反向偏置而截止。Q19-Q22栅极与源极同电位而不导通，±110V高电压不能加到功率管的集电极。只有±60V低电压通过二极管给功率管供电。在一般音量输出时，输出中点的音频峰值电压只要不超过±40V，Q9Q10基极电压都不会变化，功率管维持在低压供电的低功耗状态。当强信号到来需要更大功率输出时，输出中点的峰值电压将超过±40V，水涨船高，由±110分压到Q9Q10的基极电压就会超过±60V，这两个驱动管获得正向偏置饱和导通，其集电极电压由±110V降到±60V。经R35-R38分压和稳压管W8W9保护后，±12V的栅偏压使Q19-Q22导通，±110电压加到功率管集电极。完成由低供电到高压供电的切换，避免了削波失真的发生。由于±60V供电电路中两个二极管的隔离作用，防止了±110V与±60V短路。当输入信号变小时，随着输出功率的降低，Q9Q10截止和Q19-Q22的关闭，功率管又恢复成±60的低压供电，使整机始终工作在低耗高效不失真的最佳工作状态。在同型号的功放中还有电压切换电路采用的是达林顿管驱动大功率管，其它电路完全一样。Q23-Q28组成保护电路，Q27Q28是继电器驱动，Q26是交流关机保护，Q23Q24Q25组成中点直流检测保护。开启电源后60V电压先经R72W7稳压成12V，再通过R69向C43充电，在充电电压没达到1.2V之前，Q27Q28不会导通。这个充电过程就是继电器延迟闭合的时间，在电路平衡后再接通扬声器，防止开机瞬间中点直流对扬声器的冲击。与开机瞬间不平衡中点有直流一样，在交流关机后电路退出平衡，但大容量的主电源电解电容却还有一个放电过程。这个过程中输出中点依然会有直流输出，同样会冲击扬声器。Q26的下偏置接着由变压器交流电压经D20C44整流滤波后的负电压，使Q26在开机后和工作期间始终处在反偏截止状态。在关闭电源后，变压器立刻停止交流输出，由于C44容量很小，Q26基极的负压会瞬间消失。由R67提供的+60主电解存电电压使Q26导通，把Q27基极拉到0V，继电器迅速释放断开扬声器，起到交流关机保护的功能。当输出中点有直流正电压时，此电压通过D17加到Q23基极，Q23导通将使继电器释放。如果输出中点出现直流负电压，Q26的导通导致Q24导通，也使继电器释放。Q26集电极由-12V供电，可提高直流检测的灵敏度。因过流保护电路前移到推动级，所以这部分电路中没有再设置过流保护。此机有多种保护措施，使用中故障率很低。但使用不当或输出负载出现短路现象造成功率管击穿时，其损坏程度也是很严重的。功率管的击穿造成输出中点电压升高，高压切换启动，场效应管跟着过流击穿。同时殃及到推动管损坏，恒压偏置和过流保护部分都难免一劫，印刷电路板上的覆铜板连线也会多处烧断。Q19-Q22可用IRF640IRF9640等耐压在200V，电流在20A左右管子代换。图解页有各晶体管、集成块、插件在路实测参数，可供维修时参考。地址：河北省廊坊市广阳道162号三五三四小区5-1-302邮编：065000李昌文电话：[phone]邮箱：[e-mail]－GF150广播功率放大器原理与维修GF150定压功放是海湾(GST)广播扩音机柜中的后级功放组件之一，该系统由一台前级增益机和多台后级功放组成。后级功放只设置线路输入插孔，并联的并机输出插孔把线路信号再送到另一台功放。所有功放均是120V定压输出，适合宾馆、超市、学校，公园等公众场合播音和播放背景音乐使用。电源变压器双36V经桥D6和C22、C23整流滤波后给功放电路提供±50V主电源，双11V经桥D15和C30、C31整流滤波后给保护电路和散热风机提供±12V电源。开机后J1就吸合，常开触点接通，把Z1输入的线路信号通过Z2送到面板音量电位器，经音量电位器衰减控制后返回Z2送入放大电路。输入信号经C2耦合，C20、R38滤除超音频信号通过R1提供给U1，U1是双运算放大器JRC4558，此电路只使用一半。信号由②脚反相输入，C4反馈电容抑制高频自激。③脚接负反馈网络，对输出中点进行直流伺服。运放的④⑧脚由R42、R43、D7、D8、C25、C24把正负电源稳压成±15V供电，放大后的信号由①脚输出。输出的信号经R11、R12、R9、R44组成的放大级偏置电路提供给Q1、Q5进行电压放大，Q3是恒压偏置管，把Q1、Q5两管发射极电压稳定在2V左右。Q4、Q2是电流放大级，C9、C10与前边的C5、C6都是中和电容，对高频信号进行补偿，防止自激。Q6、Q10是过流保护电路，当输入信号过强导致输出过流时，经功率管发射极电阻输出的取样电压加到这两个管的基极与发射极之间。Q6、Q10的导通使推动管基极得到分流，减小输出信号的强度。三对功率管单独安装在散热片上的一块电路板上，通过Z3、Z8与主板连接。输出中点经过延迟保护继电器常开触点由Z4与输出变压器连接，输出变压器有两组输出，120V的定压输出和5V的电平显示驱动信号。Q7、Q8、Q9组成延迟保护和交流关机保护电路，开机后+12V电压经R51向C32充电，在C32上端电压没达到1.2V前Q8、Q9不会导通，继电器J1不闭合。经过一段延迟后，充电电压达到1.2V时，Q8、Q9饱和导通，J1闭合，输出变压器接入电路。Q7的基极接着由C29、D10、R49经变压器11V整流的负电压，虽然R50提供了上偏置，但低于负压值，Q7处在截止状态。当关掉电源开关后，因C29容量很小，负压很快消失。+12V还没有放电结束，Q7获得正向偏置而导通，把Q8基极接地，J1迅速释放断开输出变压器。U2是功放专用保护集成电路TA7317P，①脚是过流检测，②③脚是中点直流检测，④脚接地，⑤脚衬底负压，⑥脚继电器驱动（低电平有效），⑦脚内部放电，⑧脚延迟控制，⑨脚电源。此IC一般都用在扬声器保护电路，但此机是用在信号输入控制电路。其②③⑦脚接地后，只保留①脚过流保护功能。当输出过强出现过流现象时，由功率管NPN一侧的取样压将通过R32加到Q12基极，Q12导通使Q11基极电压降低而导通，Q11的导通把高电平加到TA7317P的①脚，使⑥脚变成高电平，J2失去供电回路而释放，切断线路输入信号，起到保护作用，⑥脚的高电平通过Z6送到显示面板，使故障指示灯点亮。经Z6送到显示面板的还有12V电源和输出变压器提供的电平驱动信号，驱动信号经整流后提供给LM324，与基准电压比较后分别点亮四个电平指示灯。Z9给风机控制电路提供±12V，风机控制电路与功率管电路板设置在一起，由热敏电阻和达林顿管组成。热敏电阻固定在散热片上，根据散热片的温度调整散热风机的运转速度。附图是根据实物绘制的整机电路图，面板显示电路和风机控制电路从略。此机主电路板通过多条插接线与附属电路连接，彩页图解中详细描绘了其连接方法。并提供了运算放大器4558、保护集成电路TA7317和主电路上三极管实测数据和维修要点。地址：河北省廊坊市广阳道162号三五三四宿舍5-1-302李昌文邮编：065000邮箱：[e-mail]消防广播扩音机GF500原理与维修GF500定压功放是海湾(GST)消防系统中的广播扩音设备，在公众场合被广泛使用。两个硕大的环牛和大散热片外壳使整机重量足有几十公斤。六对C5200、A1943确保输出功率在500W以上，是货真价实的专业设备。此机电源变压器容量大，双63V输出经35A桥整流后用四个3300uF电容滤波，开机瞬间很容易使供电系统掉闸。该机采用了开机限流延迟全通的缓冲供电方式，有效防止了开机瞬间的电流冲击。在220V输入电路中串联着一个100Ω/10W的大电阻，此电阻并联在继电器J2的常开触点两端。开机后由于串联电阻的限流作