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推挽式功放

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简介

此工程是基于MOS管IRF630与IRF9630的推挽式功放,能够驱动8Ω5W的扬声器

简介:此工程是基于MOS管IRF630与IRF9630的推挽式功放,能够驱动8Ω5W的扬声器

开源协议

Public Domain

创建时间:2020-02-08 09:14:15更新时间:2020-12-07 08:22:10

描述

  • 实物照片image.png
  • 输入接口为3.5MM耳机接口,输出接口为古老的莲花座音频接口。这两个元件立创商城中没有,可以在淘宝上买到,但是一般封装样式都有所不同,所以自己制板时注意先看好买的元件的封装,再更改之后制板。
  • 此工程是基于MOS管IRF630与IRF9630的推挽式功放,能够驱动8Ω5W的扬声器
  • 使用7815与7915搭建了正负15V电源,并在每路电源上面加入了LED灯。进过测试可以输出正常的正负15V电压。
  • 使用双通道运放NE5532搭建了电压跟随电路。在电路工作时,可以看到电压跟随器输出信号与输入信号没有区别,证明电压跟随器将前后级电路隔离开来,保证输入电压不被干扰。工作非常正常。
  • 使用双通道运放NE5532的另外一个通道搭建同相比例放大电路。通过调节反馈电阻的大小来调节放大倍数。在电路工作时,调节反馈电阻,可以看到放大倍数可以调节。放大倍数理论上可以调节到100倍,让推挽电路输出幅值到达电源的最大电压。在实际调试中,由于现象太过明显,只加到十几倍的放大倍数。
  • 使用极性相反的MOS管IRF630与IRF9630搭建甲乙类推挽放大电路。两只管子交替导通实现功率放大。在电路工作时,每路电源的输出功率能够达到5W以上,所以最终推挽放大电路的输出功率能够到达10W以上。


image.png

image.png


在完成初步的功率放大目标之后还对性能做了一定的改进。

  • 在电路运行一定时间之后,由于MOS管中功率的消耗,MOS管会有比较大的升温。当温度上升之后,MOS管的开启电压会发生变化,进而产生交越失真。在本项目中我采用三极管补偿的方法,来对交越失真进行一定的补偿。三极管与MOS管之间通过散热片耦合,当MOS升温时,三极管同时升温,压降发生变化,进而使MOS管的偏置电压发生变化。只需选取合适的三极管,就能实现温度补偿,但由于三极管压降与MOS管开启电压变化不能完全一致,所以不能补偿达到完美。

  • 推挽电路的输出功率非常大,,可能会烧毁扬声器。所以在输出端加上功率耗散电阻来消耗过大的功率,如果电流过大,功率电阻可以消耗掉多余功率。使用功率较高的水泥电阻来实现这一目的。

  • 由于负载为扬声器,具有感性负载和容性负载的特点,在接入电路之中后会对电路输出产生影响。所以输出的音质会有一些失真。通过查阅资料,在输出电路之中加入相位补偿元件,如下图。其中用L1/R15抵消电容成分,用C9/R16抵消电感成分。通过实际的测量,音质有所改善。





设计图

原理图
PCB

BOM

IDNameDesignatorFootprintQuantity
1100R4,R3R08052
2IRF9630PBFQ5TO-220(TO-220-3)1
30.22R7,R8RS-22X9.5-5W_P282
410KR6,R11,R9R08053
54.7uHL1IND-SMD_L8.0-W8.01

附件

序号文件名称下载次数
1
BOM_推挽式功放_20200210174454.csv
8
2
Gerber_推挽式功放_20200210174427.zip
11
3
Schematic_推挽式功放_推挽式功放_20200210174445.pdf
20
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