QSC MX-1500 功放
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NUSUN CE-060 定压输出功放
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SPIRIT AV-600 功放
声艺VA-600功放是一款较为高档的专业功放,下图是根据实物绘制的主功放电路图,其电路结构与传统OCL功放有较大的区别,特别是采用具有电源补偿功能的双电源供电结构,能有效降低功耗和温升,克服强信号时的动态失真,很多国外名牌专业功放也都采用了类似电路。
Q1、Q2组成NPN差分放大器,Q3、Q4构成镜流源。
Q6、Q7组成PNP差分放大器,Q8、Q9是镜流源。ZD1、ZD2与C5、C6、R7、R14组成+36V稳压器,既给镜流源提供稳压偏置,又是两个差分放大器的发射极的稳压源。
R21、R22组成直流反馈网络,R19、C7、R20、c8组成高频补偿电路。为了提高电压放大级Q11、Q12驱动电流,比普通功放增加了Q5、Q10缓冲放大级。恒压偏置电路中Q13采用TIP42这种。PNP管是此机的另一个特点。环境温度引起Q11、Q12之间电流增加时,恒压偏置管集电极与发射极之间的压差Uce增大,此电压直接加在Q13的发射极。
加大Q13的偏置而增加导通。从而达到降低Uce,使推动级Q14、Q15有一个恒定的偏置。一般功放的恒压偏置管都采用NPN管,Uce是通过上下偏置电阻分压后提供给偏置管基极,使其增加导通来稳定uce的。相比之下这种采用PNP管的恒压偏置电路比传统电路灵敏度大有提高。
稳定性也更好。前边这部分电路是由±100V高压电源供电的,较高的前级供电可扩展差分放大器和电压放大级的线性放大范围,提高动态电压增益和改善整机频响。R29、R30、C15、C16是退耦电路,可消除后边功率部分引起的电压波动对前边电路的影响。
此后的电路是就是具有电源补偿的功率输出部分。为确保四对大功率管有足够的驱动电流,该电路增加了Q16、Q21两个大功率管电流放大。D11、(R)对两管基极进行钳位,防止过激励损坏功率管。Q17~Q20、Q22~Q25是四对功率管,它们与Q16、Q21都是由±50V低电压供电。功率输出部分采用低电压供电可降低功率管的功耗。因为功放在大部分时间工作在相对平均的信号范围,功率管工作在线性区,较大的管压降有较大功耗,会使功率管本身温度升高。供电电压越高管压降就越大,功耗越大温升就越快。
而适当降低功率管的集电极电压就可解决这个问题。但较低的集电极电压又容易在强信号时使功率管进入非线性放大区。而且在强信号时随着输出电流的增加,电源电压也会有一定的下降,会使强劲的音乐失去应有的力度。这就暴露出低电压供电的缺点。
针对功率管低电压供电的不足,该机增加了由Q26~Q35组成的电源补偿电路来解决这个问题。Q26、Q27的基极接着稳压管ZD3、ZD4,通过R0与输出中点钳位在±12V左右。这个电压是随着输出中点的输出峰值变化而浮动的。当有强信号输出时此电压就被抬高,这个升高的电压在达到一定的幅度时将使电源补偿电路启动。100V电压通过Q29~Q30、Q33~Q35补偿到功率管集电极,使50V电压得到提高补偿。当强信号输出大电流引起±50V电压下降时,Q26的发射极电压随之降低,Q27的发射极电压跟着升高。两个管子进入导通状态,Q28、Q32随之导通而驱动后边管子导通。±100V电压通过这些功率管加到:t50V供电电路,解决了动态失真问题。D18、D19两个二极管起着电源隔离作用。防止补偿后的电压被50V供电电容吸收。R76、R77也是利用D18、D19的导通压降给补偿功率管提供一定的偏置。电源补偿电路除了受50V电压波动输出中点浮动自动补偿电压外,还通过R34、D13、R42和R35、D14、R43受推动级信号控制。当强信号到来时电源补偿电路也会自动进行补偿。
此机由两块一样的功放电路板构成双声道放大器。电路的信号输入地与电源地在电路板上是独立的,通过R*、C*连接。经信号输入线连接到前置放大电路后两个地才直接连通。检修时如果拔掉信号输入线开机,因为两地脱开会造成电路不平衡继电器不吸合,保护指示灯常亮。由Q17发射极引到信号输入插座的是过流检测取样,该机保护电路采用μPC1237组成。前置放大采用双运算放大器4558,这部分电路与一般专业功放区别不大故从略。
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GST GF500 定压输出功放
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奥马EA-290专业功放
维修专业功放,特别是电压推动和保护电路,如无图纸资料,要深人细致地判断出故障部位是难上加难。所以,每次维修专业功放,笔者一定会先测绘出图纸,后动手维修。现以奥马EA-290专业功放为例,介绍笔者在维修专业功放时的一些经验。
一、电路原理(见图1)
图1 电路原理图
第一级电压放大电路由正负极性差分放大电路组成。第二级电压放大为推挽式放大电路。电流输出为二级达林顿放大电路。每个差分电路通过恒流源供电。该放大电路带有交流负反馈功能。
音频信号放大过程:音频信号经过耦合电容C1,电阻R101加到差分电路三极管Q101、Q103基极。正极性信号通过Q101放大,负极性信号由Q103放大。推挽放大电路三极管Q109从Q101的c极取出信号再次放大;Q110从Q103的c极取信号再次放大,以维持输出信号的稳定,此外,还有校正中点电压作用。由Q109、Q110放大后的信号,经Ql12、Q113进行电流放大。Ql12与Q113是第一级电流放大。4对大功率管2SA1943/2SC5200是第二级电流放大。
R131、R132、Q111组成末级静态电流调整电路。Q111导通得越强,VCE电压越小。Q112与Q113基极电压也越小,Q112、Ql13三极管导通越弱,其输出电流越小,R141、R148上的电压也越小,末级管基极电压也越小,末级管的静态电流也越小;相反,Q111导通越弱,末级管静态电流也越大。
Q111的一种特殊状态会危及Q112和Q113及末级管:这就是Q111不导通。例如:忘记装Q111,或Q111开路性故障等。
喇叭保护电路(见图2):其中过电流、输出信号过强,延时接通负载保护动作的核心元件为:二输入四施密特触发器IC,该IC的型号为MC14093,国产代换型号为CD4093。
图2 喇叭保护电路
末级管高温保护:当散热器温度超过85℃时,TRI温度检测元件触点断开,Q305截止,继电器J释放。
末级管过流保护:当末级PNP管过电流时,光电耦合器PB导通,输出端并接于电阻R304两端,施密特触发器A输出由高电平跳到低电平,B触发器⑤脚电压由高电平跳到负电压。B触发器输出翻转为低电平,二极管D302导通,Q309的b极变低电平,Q309截止,Q305截止,继电器释放。
输出信号峰值电压过程保护:当输出信号峰值电压过强时,经D301、D306、D303、D304整流,R300降压后,三极管Q303导通,D触发器输入为低电平,D1触发器由高电平翻转为低电平,D307二极管导通,Q309截止,Q305截止,继电器J释放。
中点电压失衡保护:当中点电压大于2.1V时,Q301三极管导通。Q309的b极电压为0V,Q309截止。Q305截止,继电器J释放。当中点电压小于-2.1V时,Q302导通,Q309的b极电压为负电压,Q309截止,Q305截止,继电器J释放。
延时接通负载保护:刚开机时,+12V通过电阻R302对C303电容充电,当充电到⒈4V时。三极管Q309导通,Q305导通,继电器J吸合。充电时间即为延时接通负载时间。
电源电路(如图3所示):该机电源电路提供以下电压,±80V供功放电路使用;±12V供前置放大IC(JRC4558D)用电;±12V供保护电路用电。±SOY整流桥堆为RS807四个并联。保护电路+12V通过稳压电路提供。
图3 电源电路原理图
二、维修
1.功放电路维修:测绘出电路图后,就觉得功放电路并不复杂。该机功放电路故障大多数为二级达林顿管烧坏。故障现象为一开机就烧保险。另-种常见故障就是中点电压失衡,-般为Q112与Q113,Q109与Q110配对不好。若中点电压为电源电压+80V或-80V,这种情况就是第-级达林顿管饱和导通。出现一管饱和导通的原因大多数为差分电路故障。
正常情况下,该机末级功率管b极电压为±0.53V.第一级达林顿管b极驱动电压不正常,有以下几种情况:(1)Q112与Q113三极管本身有问题,或发射极电阻R141和R148开路。(2)偏置三极管不正常,或附属电路不正常。(3)第二级推挽式电压放大电路不正常。例如:Q109、Q110三极管不正常,或电阻R129、R128开路或变值。二级差分电压及负反馈不正常也会影响第一级达林顿管b极驱动电压。
2.保护电路维修:该机保护电路有两种故障:一是功放电路没有故障,但继电器不吸合;二是功放电路有故障,但保护电路不动作。
第一种情况有以下几种原因:(1)喇叭保护电路+12V供电不正常。(2)Q305或Q309三极管损坏,继电器不得电。(3)集成块MCl4093不正常或外围电路不正常,使Q309截止。(4)Q301或Q302击穿,使Q309截止。
第二种情况有以下几种原因:(1)集成块MCl40093损坏。(2)Q305或Q309损坏。
该功放电路印刷板上标志错误:Q3052SC5200x4 标示是C1815,Q309标示是C2383.应该Q305为C2383, Q309250/5Wx4 为Cl815.因为,C2383要比C1815功率大。若按印刷板装对应型号三极管,则C1815易损坏。
3,维修实例:一台奥马0MHREA-209专业功放,开机即烧10A保险管。
测末级管±80之间的电阻为0Ω。用数字式万用表二极管挡测末级管PNP与NPN管b-c极之间的电阻为0,拆去末级管,测±80V之间的电阻仍为0欧。拆下测第一级达林顿管Q112与Q113均击穿。
由于原管型号为C2073和A940,在本地市场很难买到正品管,决定用拆机原装管C2215和A985代换。装上后开机测末级管b极驱动电压为±0.53V.中点电压为25mV,把末级管装上,测驱动电压与中点电压不变。判断功放电路已工作正常。
但试机时喇叭保护电路仍不工作。最后查出是三极管Q305的b-c极开路。更换后,开机继电器能吸合,试机听音正常。
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美国 ETC QB-6360专业功率放大器电路
这种大功率功放与ETC的其它配套设备在舞厅、会堂、舞台等场合使用较多。因没有现成的资料,根据实物绘制了的电路图,从图中可看出该功放的电路很有特点。现将其电路特点简介和整机电路提供给大家。该机属纯后级功率放大器,图一是单个声道的前置放大电路,信号输入端的卡侬插座和6.5大插座均采用平衡式输入方式,能与调音台进行标准的平衡配接。由三芯线输入的热冷端信号分别送到运算放大器NE5532的正反相输入端,放大后信号经音量电位器控制后送到OCL功率放大电路。该机把OCL的差分输入和电压放大部分与后面的推动输出分开,与前置电路设置在一块电路板上,这是该功放的特点之一。这样设置能有效的减小后边大电流电路分布干扰和功率元器件温度升高的影响。
输入级采用双差分电路,正负电源稳压成15V后为差分电路提供恒流源,同时也为运算放大器提供双电源。电压放大采用复合管放大方式是又一特点,高倍率的电压放大为后级提供足够的驱动电压。左右声道这部分电路————设置在同一块电路板上,用插接线与后级电路连接。
图二是一个声道的OCL电路的电流放大和功率输出部分组成的功率板电路图,两个声道各成一块电路板安装在各自的大散热片上。连接线把前置的正反相驱动电压送到功率板,又把功率板上的正负电源、接地线、末端反馈信号送到前置板。电流放大采用两级放大是它的第三个特点,先是一对中功率管,接着又是一对大功率管。推动级采用大功率的2SC5200、2SA1943可见其输出功率非同一般。功率输出使用六对2SC5200、2SA1943,供电电压是正负90V,最大输出功率应接近千瓦。
该机设置了多种保护措施,图三是扬声器保护电路和电源启动延迟电路,扬声器保护电路与常见电路一样,特点是电源启动延迟电路的设置。图四是电源电路,电源变压器是1000W的大环牛,变压器次级双交流70V整流后滤波电容是四个6800uF的电解电容。开机瞬间滤波电容的充电电流是非常大的,瞬间的大电流很可能摧毁供电保险或造成供电系统的波动。将30W10欧姆金属壳限流电阻串联在初级输入电路中,开机瞬间的充电电流将因它的压降而受到限制。数秒后滤波电容充电结束,启动延迟电路继电器JK闭合,短接了限流电阻恢复正常供电。这部分延迟电路延迟时间比扬声器保护电路延迟时间短,不影响整机的正常工作。TR、TL是分别固定在两功率板散热片上的温度继电器,当整机温度过高时这两个温度继电器由常闭转为断开,整机停止供电,起到安全保护作用。图四是散热风扇控制电路,采用两个LM35温度传感器也是该机的第五个特点。刚开机时风扇是经100欧姆电阻压降后供电,电压低转速慢。当使用中散热片温度上升后两个固定在散热片上的LM35输出电压的变化经运算放大器比较后驱动继电器Jka、JKb吸合,短接压降电阻使风扇高速转动,加速热量排放。