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发表于 2007-10-6 23:29 | 显示全部楼层
继上次制作了一台甲类功放后,一直想制作一台更威猛的甲类来过过瘾。看到极品影音兄的这块完全无环路甲类功放板后,便开始了我的本次制作历程,老实说这块板设计上很不错,但在实际使用调整中还存在一些问题,本电路的工作原理不算复杂,而且极品影音兄在他的帖里曾有过介绍说明,我这里不再赘述。本机制作由于工作较忙,历时大半年才完工。
        本放大器两声道完全独立,静态中点输出直流漂移实测2.2mV/L/55°C,3.4mV/R/55°C,噪音分量1.3mV/L/55°C,1.6mV/R/55°C,无任何可闻本底噪音。其电流放大级静态电流为每管300mA左右,每声道有效功率可达80W rms,信噪比经测可达105dB以上,增益为32dB,THD<0.1%(10Hz~20KHz  –3dB),整机净重32Kg。该机具有延时输出、输入缓冲、过热保护、自动风机散热、静音、中点直流漂移保护、输出短路保护、输出过流保护等多种功能。
        整机外观如下图:面板准备采用PASS机的面板式样进行设计并且数控加工的面板(原设计为12mm厚,后来只采购到10mm厚的铝板),表面氧化白本色并且拉丝,考虑到单块面板的制作成本,所以取消了丝印字符工艺。面板左上角雕刻了上次做机时设计的图标,下部最右边的是电源轻触按键,待机时有微弱的蓝色灯指示,按下健后缓冲电路工作期间指示红色,主电源接通后指示绿色;稍左那个小的轻触按键为静音键,按下后输出切断,同时最左边的蓝色LED点亮,主电源接通后10S,如果功放部分正常则接通两个声道的输出继电器,同时有2个LED灯分别指示,保护电路动作或静音时则会切断输出,相应的输出LED灯熄灭,右边的红色LED为温度控制风扇工作指示,两侧的铜均热板的温度达到50°C时开始启动散热风扇低速旋转,加强内部空气对流以便内部的散热片更好地向外耗散热量,随着温度升高,分扇转得越快,达到60°C分扇则会以最大功率运转,温度达到70°C时切断电压放大级及后面的电流放大级及输出,并且风扇运行指示灯低频闪烁。风扇则继续工作直至温度正常。风扇经过精心挑选在风量满足要求情况下其工作噪音仍可以接受。

1.jpg

     机身两侧的散热片为亚泰的某种型号,重为9Kg,底板和盖板均采用2.5mm厚的镀锌板并相应位置数控冲孔加工而成。底板在两侧留有4排散热孔可以提高机箱内空气的对流,面板在加工好各孔后发现有不少黑斑,所以这次国庆节特地带回老家重新镀锌处理好再带来。
2.jpg

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 楼主| 发表于 2007-10-6 23:32 | 显示全部楼层
机身背板采用3mm厚的铝合金板数控加工后氧化发黑处理,RCA座现用普通的准备用CMC等更好的来替换,平衡端子这里还是作为不平衡信号接入用(冷端对地接22KW与热端阻抗匹配),机身各组成之间采用12X12mm方黄铜采用M5内六角连接,非常坚固可靠。采用16X30mm的铜均热板并涂以硅脂与机身相连接,一方面可以很好热传导另一方面可以通过连接固定的上盖板也可以冷却掉部分由功率管耗散出的巨大热量。另外在功率管的正面也订制了散热器,主要是配合风扇作用通过上盖板的孔洞更好的散热。实际长时间工作时,实测大散热片中心位置温度大概为57°C/20W-output,也算是有点烫手了。

一、电气部分

         本机电气部分由变压器、电源控制板、温度及静音控制板、串联稳压电源扳、功率放大板等几部分组成。首先变压器的作用不可小视,所以我特别在南京856厂订制了2只细高个子的每只为500W的环形变压器,磁芯采用导磁率达22000高斯的整带卷制而成,5N铜线绕制,双层隔离屏蔽,经过功率负载测试性能相当的好,满负荷输出时输出端电压下降仅为12.5%,低内阻而且噪音极低。最外层用黄腊绸包裹,显得很高贵。

1.电路制作部分
         (1)电源控制板主要有主电源缓冲软启动控制、开关机控制、静音控制、后级电源整流滤波几个部分组成。电源主要控制原理图如下,待机电源变压器采用4.5W的德国BLOCK小型焊板式变压器,经稳压12V后给控制部分供电。主电源缓冲部分采用2只热敏与电阻(德国ATE 100W/30W)串联工作效果很好,并且选用上好的压敏电阻和电容用以吸收电网的冲击。选用台湾GOODSKY 12V/30A镀银触点继电器保证工作可靠性。电源开关部分采用CD4017组成的稳定电路,其中那个主电源触摸开关则废了我不少心思,原来定来的这只开关(单只45元)只有一个颜色,因为我需要3种颜色来指示电源状态,所以破坏性拆掉重新搞的效果相当不错,外观也很酷。
        两声道的后级电源各独立采用M记快恢复符合管MUR1620CT 和MUR1620CTR组成全桥整流,有变压器输出的双交流32V经板上10A熔断管后整流,每个单臂并联的ERO 100nF电容用以优化频率特性,主滤波电容采用ELNA的For Audio 63V/15000uF8只和4只化工50V/18000uF,在电路中适当位置安置改善中高频特性的WIMA 47nF/MKP,RIFA 100nF/MKP,22uF/MKT,两声道的GND采用平衡接地方式通过LCR网络与机壳(与主电源地相连)相连。
3.jpg
4.jpg

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 楼主| 发表于 2007-10-6 23:33 | 显示全部楼层
(2)串联稳压电源板主要是对电压放大级和推动级供电,该板设计输出电压+/-40V~+/-56V,2A,电路原理图如下,本次调整为+/-50V输出。
5.jpg
     F41和F42采用2A可恢复型保险丝,经过SIEMNES 共模线圈后送至由MUR1602CT/MUR1602CTR组成的整流全桥,单臂并联WIMA 100nF/63V,再由4只nichicon 63V/1000uF滤波后由IRFI630/IRFI9630 及基准D41/D42,控制调整Q43/Q44,Q45/Q46网络组成的串联稳压,输出电压调整由R410,R411分别调整正负电压,输出采用ELNA STARGET 63V/470uF向功放板推动级电源V2和电压放大级V3供电。
6.jpg
(3)功放板的调整稍繁琐些,首先是电压放大级并联稳压部分,由于是稳压电源输入,为了减少分流管的电流损耗,将电压适当调高至+/-47.5V,要对基准发光二极管的压将匹配否则会出现正负电压有一定相差(不会影响电路工作点)。电压放大级的6只偏置发光二极管最好也需要压将选择,我这里采用FLUKE 123S表测量相当方便,因为目前市面上的发光二极管的电压降从1.3V~3.5V都有,否则过大的偏差会影响各管的工作状态。
其次是末级静态电流的调整,原设计1KW固定电阻,实际使用时发现无法提供合适的偏压给推动,后面的静态电流只有几个mA,需要将A板R99,B板R100用多圈线绕电阻器(用好的)替换原来的1KW阻值通电前要检查该电位器阻值最好保持原1KW阻值,万一调整不当将引起后面推动管和功率管的烧坏,可以根据需要逐步缓慢往下调整阻值,边调边观察功率管射级负反馈电阻也就是那个0.3W电阻上的压降变化,我这里调整到每管300mA,也可以调得更高些如每管1A,除非有超大功率电源变压器和巨型的散热器才能控制住那个惊人的发热量。当然完全没有那个必要,在不需要很大输出功率情况下300mA足够大了。还有注意的一点是静态电流是随着功率管的温度变化而变化的,需要在初次调整后连续工作30分钟再次调整。
再次就是保护电路的调整,该保护电路设计采用分离元件和运放来取样和控制。原电路输出延时大概2秒左右,原来采用增大C4电容容量的办法也能实现延时加长,后发现增大C4后保护电路动作就不灵敏了,我调整了R27和R52的阻值由22K增大至100K可以就决这个问题。对于关机保护部分的取样R4电阻我这里阻值加大至3.6KW,要不然随着电压级稳压部分电压的缓慢下降,会误触发该保护动作;对于过流短路保护部分需要在R98线路上串入一普通电容20~47uF(无极最好),否则该保护电路工作异常。

2.电路调试部分

在未装机之前,采用临时制作的电源调试该板,输出有明显的不正常噪音及交流声,也很不容易理解,用示波器看到了问题所在(见图中1号输出波形),原来是末级电源上有600mV-pp的三角波(见图中4号电源毛刺波形),是滤波电容不够大引起的,见下图:
7.jpg

调好的功放板进行测试,使用FLUKE 123S工业示波表,正在试音,并对音色适当调整,总体来说声音很有力度,极好的瞬态响应。
8.jpg

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 楼主| 发表于 2007-10-6 23:37 | 显示全部楼层
装机前的布局调整。
9.jpg

整机测试。
10.jpg

方波测试波形,在高频段响应不足,波形稍有畸变。
11.jpg

正弦波测试波形,整个频段完全响应波形没有任何失真。
12.jpg

二、机箱制作部分

     机箱采用计算机辅助设计制作,各个尺寸都逐一计算然后加工出来。整机尺寸为430 X 430 X 180 mm。
13.jpg

机箱个连接部分和钻孔有个人独立完成,有了上次的制作加工经验,这次做起来很是顺手,加工的尺寸误差较小使得机箱的连接装配精度较高,外形很美观。为了倒孔好看特地买了价格昂贵的倒孔钻头,用了很多的螺杆结构很坚固。
14.jpg

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 楼主| 发表于 2007-10-6 23:44 | 显示全部楼层
今天传图受到限制,明天再传2张图,欢迎大家排砖指正!

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问一下楼主,机箱的3D图是用什么软件做的?

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发表于 2007-10-6 23:51 | 显示全部楼层
大工程,支持一下

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发表于 2007-10-6 23:53 | 显示全部楼层
尝试过测试GC电路的LM3875,结果10K以上的方波波形有少许圆角,不过还是比上面的波形要好得多

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 楼主| 发表于 2007-10-7 00:01 | 显示全部楼层
原帖由 bbp 于 2007-10-6 23:53 发表
尝试过测试GC电路的LM3875,结果10K以上的方波波形有少许圆角,不过还是比上面的波形要好得多



事实上方波的测试对功放的频率响应来说意义不是很大,在此机上测试方波时输入电平稍高(输出不消顶)保护电路就动作了。

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箱子好漂亮哦!!!

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版主那里去了?快来加个精再慢慢看吧

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发表于 2007-10-7 00:18 | 显示全部楼层
楼主的又一个大制作,上次50w的机机才装了不久,又来一个

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发表于 2007-10-7 00:22 | 显示全部楼层
把你的LOGO 换一个吧,要不和hifizone太像了
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