汽車(chē)音響開(kāi)關(guān)電源原理
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
運放A1作為過(guò)流保護用，6腳由TL494的14腳提供5V參考電壓。正常情況下，P/T端為高電平，5腳為低電平，所以7腳輸出低電平，TL494的16腳也為低電平。當由于運放出現過(guò)流或其它原因而使P/T端檢測到低電平時(shí)，5腳為高電平，且高于6腳參考電平，7腳便輸出高電平，保護動(dòng)作。運放A2作為開(kāi)機保護和過(guò)熱保護用，同相輸入端3腳電壓由控制電壓12V經(jīng)兩電阻R707和R709分壓獲得。反相輸入端電壓由R710和熱敏電阻R708分壓獲得。R708在常溫下阻值為100kΩ左右，2腳電平高于3腳電平，1腳便輸出低電平。當溫度升高到近100℃時(shí)，熱敏電阻阻值降為低于10kΩ。2腳電平低于3腳電平，輸出翻轉，保護動(dòng)作，紅色發(fā)光二極管亮。電容C712作為開(kāi)機保護用，開(kāi)機瞬間C712充電，而使2腳電平低于3腳電平，這時(shí)保護動(dòng)作，紅色發(fā)光二極管亮。當C712充電完畢，2腳電平高于3腳電平，1腳翻轉為低電平，紅色發(fā)光二極管熄滅，保護撤消，工作正常，只有綠色發(fā)光二極管亮。TL494的14腳參考電壓由12腳提供，12腳經(jīng)二極管D712連接汽車(chē)電源鎖，只有當汽車(chē)打開(kāi)電源鎖后，12腳才有工作電壓，電源工作才正常。TL494的9腳和10腳輸出由Q703和Q702緩沖后推動(dòng)場(chǎng)效應管工作，再由變壓器升壓，并經(jīng)整流和濾波后以穩定的正負電源形式向音響供電。作為開(kāi)關(guān)管作用的Q702和Q703接法為無(wú)直流偏置。當TL494的9腳和10腳輸出驅動(dòng)信號為高電平時(shí)，信號分別經(jīng)二極管D711和D710加到FET柵極，這時(shí)Q703和Q702反偏截止。當驅動(dòng)信號為低電平時(shí)，Q703和Q702導通，蓄積在FET柵極電容中的電荷快速放電，使FET關(guān)斷。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/197641.htm
在元器件選擇和電路制作方面應考慮高頻率、大電源、高效率以及汽車(chē)音響方面的特定需要。
開(kāi)關(guān)功率管選用金屬氧化物場(chǎng)效應管，相對雙極晶體管，功率FET有很多優(yōu)點(diǎn)：
1.驅動(dòng)功率較小，驅動(dòng)電路簡(jiǎn)單，能使電路結構緊湊和小型化；
2.截止頻率高，并且不需要加反向偏置；
3.可實(shí)行簡(jiǎn)單并聯(lián)；
4.不會(huì )產(chǎn)生二次擊穿；
5.不存在存儲時(shí)間；
6.不會(huì )有熱擊穿。
由于蓄電池供電電壓只是12V，故主要考慮導通所能承受的電流值，功率較大時(shí)開(kāi)關(guān)管應采用多管并聯(lián)形式。MOSFET在Vgs超過(guò)導通門(mén)限電壓后，漏極電流和柵極電壓的比值呈線(xiàn)性增長(cháng)，漏極電流對柵極電壓的變化率即跨導Gfs在漏極電流較大時(shí)實(shí)際上是一個(gè)常數，從圖4跨導Gfs與漏極電流關(guān)系圖可看出，跨導的上升使MOSFET管的增益正比例提高，即導致漏極電流的增大，而這種情況又增大了輸入電容，因此，增設推動(dòng)級使得有足夠電流對輸入電容充電，減小上升和下降時(shí)間，提高M(jìn)OSFET的開(kāi)關(guān)速度。推動(dòng)級又有足夠低的輸出阻抗避免電路正反饋振蕩。另外，MOSFET在高頻工作時(shí)容易產(chǎn)生振蕩，所以，在電路板設計時(shí)應盡可能減小與MOSFET管腳連接線(xiàn)的長(cháng)度，特別是柵極引線(xiàn)的長(cháng)度。否則須用一個(gè)小電阻與MOSFET管腳串接，并使小電阻盡量靠近管子柵極。本電路采用100Ω電阻與柵極串接，另加兩組RC回路R728、C707和R727、C708來(lái)改變MOSFET管的負載曲線(xiàn)，并吸收多余關(guān)斷MOSFET的能量，作為MOSFET管的開(kāi)關(guān)保護電路。
變壓器的制作方面，首先必須根據輸出功率確定磁芯及其橫截面積S，它主要決定開(kāi)關(guān)電源的效率。應保證變壓器在磁化曲線(xiàn)線(xiàn)性區工作。并確定最大磁通密度Bmax，最佳的起點(diǎn)是Bmax=Bsat /2。然后再根據所需功率選擇導線(xiàn)，再由N=V×104 / 4f×Bmax×S確定初級線(xiàn)圈圈數，其中f為工作頻率，V為工作電壓。并根據次級所需電壓確定次級線(xiàn)圈圈數。
不同音響所需電壓高低不同，可適當改變初、次級線(xiàn)圈圈數，及取樣電阻R717和R718阻值來(lái)獲取所需合適電壓。功率整流器不能采用普通整流二極管，由于開(kāi)關(guān)電源工作于高頻狀態(tài)，故整流器應采用高效快速恢復二極管、超快速恢復二極管或肖特基勢壘整流二極管等。
輸出濾波電容要求其ESRmax值越小越好，ESRmax值大小對輸出波紋電壓有直接影響。ESRmax=△Iout/△Vout，其中Iout=0.25Ii (Ii為設計輸出電流)?！鱒out為允許輸出波紋電壓的峰-峰值。最小輸出電容可由Cout=△Iout /8f△Vout得出(其中f為工作頻率)。實(shí)際用容量應遠大于Cout，因為濾波電容容量直接影響功放低頻的瞬態(tài)特性。
汽車(chē)音響開(kāi)關(guān)電源把單12V電壓進(jìn)行升壓，輸出正負電源，其工作環(huán)境為低電壓、大電流和高頻率。制作過(guò)程主要考慮大電流、高頻率這兩方面問(wèn)題。印刷板設計必須注意大電流接地部分不設阻焊層，以便制作時(shí)上錫加厚，并注意接地面積大校工作于大電流的變壓器引腳應注意焊接工藝，防止發(fā)熱，各發(fā)熱器件須有良好的散熱。在汽車(chē)音響開(kāi)關(guān)電源的設計上，只有注意元器件的選擇和印刷板布線(xiàn)及制作工藝，防止不必要的熱損耗和自激振蕩，才能制作出適合于特定要求的高品質(zhì)開(kāi)關(guān)電源。
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