功放点滴-----为什么纯A就不可以高效率...?

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为什么纯A就不可以高效率...?

我目前台面用的裸体功放.分成单独的电压放大驱动板和功率输出驱动板.是纯粹的好玩而已.一来电压放大驱动板可以驱动别的功率管换着听.二来电压放大驱动板也可以当前级用.而功率输出板可以使用别的电压放大驱动板来驱动.如OP+扩流驱动.电子管放大驱动等等.DIY很多时纯粹是为折腾不已.

电压放大板环路负反馈结构.经典全对称差分输入+电压放大+两级电压驱动.放大倍数15倍.输入阻抗30K欧.供电+-15V.静态电流差分级3MA.电压放大级5MA.电压驱动两级8MA+40MA.累计56MA.静耗电1.68W.最大输出电压+-12V.纯A状态满负荷驱动负载150欧.电压利用率80%.

功率输出级处在无负反馈结构.对称推挽状态.输入阻抗178欧.供电+-12V.静态电流500MA.静耗电12W.当输入+-12V电压时.功率级输出最大电压+-11.6V.驱动8欧负载输出峰值功率16.8W.电压利用率96.7%.纯A状态输出峰值功率8W.

整机状况.放大板耗电=2X1.68W=3.36W.功率级耗电=2X12W=24W.整耗电=27.36W.纯A状态输出峰值功率2X8W=16W.纯A状态能耗比58.5%.最大输出峰值功率(AB类)=2X16.8W=33.6W.目前觉得这样的状态比例自己很满意.频带宽度从1HZ---1MHZ衰减优于-0.5DB.相位失真异常的低.

如果我有需要.将会把功率级静态电流提高到725MA.也曾实验过.输出电压仍能保持+-11.6V.静态耗电提高到17.4W.负载8欧纯A状态输出峰功率将被提高到16.8W.整机状况.耗电=3.36W+(17.4X2)=38.16W.纯A状态输出峰值功率=2X16.8W=33.6W.纯A状态能耗比88%.是不是效率非常的高?其实只要电路设计得当.将供电电压利用率提到极限.就等于将耗损降到最低极限.这样纯A放大器也就可以很高效.而且整体失真也可以控制得很低的.

其实.说是功率输出级+-12V供电可以输出+-11.6V的不失真电压.这里引用峰值电压和峰值功率来讨论.只是为了峰值和电压值之间的理解更容易.实际考虑到音乐中动态峰值电压不至于被削平.扣除动态储备.功放播放音乐的最大不失真平均功率仅仅是2W多点.我的喇叭效率高些.96DB/W/M.我的书房很小.东西又多.乱七八糟的.喇叭距离我的位置才1M左右.所以1W的功率平时也是很大了.功放是因地制宜针对的.但关于提高电路效率的讨论是没有局限性的.

(题外废话)至于我为什么把功率级单独分开.而且没有将其纳入环路负反馈.把它纳入环路负反馈输出失真不是更低吗?其实我一直坚持认为.如果放大器面对的负载是单纯衡定特征的R.那大环路负反馈带来的失真无可否认是更低.但如果放大器面临的是喇叭.那情况就变得复杂的多了.众所周知的是喇叭是R.L.C特征的结合体.并且随着输入电压的改变.喇叭R.L.C所体现出来的变化并不和输入电压呈相应的比例.变化规则难以捉摸.输入频率的变动引发喇叭变化的规律也是没有规律可寻.喇叭本身的R.L.C变化量根据喇叭型号的不同其之间也差异万千.喇叭变动所带来的反作用力(反电动势)时刻回馈干涉着放大器.所以.我认为如果将喇叭和放大之间实行相应的隔离(如同电子管无馈放大器的输出牛).将一切负载变化带来的干扰都和放大器隔离了.这样的结构就是放大器无论面对任何负载.放大器本质特征将不会受到影响.而最终的出声效果将取决与喇叭的质量.喇叭好声音就好.喇叭不好声音自然打折扣.因为放大器输出末端不在环路负反馈范围.将不再对喇叭的变化进行任何的校正...

DIY技术是无限制的.以上只代表个人观点.如里面有笔误请指正.欢迎深入讨论.也欢迎砖头...

hzh

上些散图...

TDA-7294

在满幅值输出才有最高的电压利用率，小音量下，电压利用率多少？

hzh

高效率的特点是电压利用率.就是最大不失真输出电压/供电电压.大耗损基本在功率级.所以控制了功率级的电压利用率就等于控制了全机的能耗比.根据电压驱动级所输出的最大不失真电压.来匹配功率级的供电.基本可以避免大耗损.如果有必要.功率级不要与电压放大部分共用供电电源.电压放大部分需要的是高电压低电流.而功率级需要的是电流.电压需求相对比电压放大部分要低.这是要点.

TDA-7294

谁会把功放始终保持最大输出的状态？小音量下，多出来的电源电压就浪费了，搞个动态电源电压得了。

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在满幅值输出才有最高的电压利用率，小音量下，电压利用率多少？
TDA-7294 发表于 2010-6-25 21:42

满幅输出时的计算结果是最大利用率.电压利用率引出的概念是能效比.一台功放.静态电流是基本固定的.无论是多小的音量状态.功放输出电压的平方/负载/静耗功率X100%=能耗比.公式是不变的.对比差距在于:向同一负载提供相同的功率能量时.电压利用率不相同的两台功放.其之间的能效比是不同的.

hzh

谁会把功放始终保持最大输出的状态？小音量下，多出来的电源电压就浪费了，搞个动态电源电压得了。
TDA-7294 发表于 2010-6-25 21:55

你的思维方式...

TDA-7294

满幅输出时的计算结果是最大利用率.电压利用率引出的概念是能效比.一台功放.静态电流是基本固定的.无论是多小的音量状态.功放输出电压的平方/负载/静耗功率X100%=能耗比.公式是不变的.对比差距在于:向同一负载提 ...
hzh 发表于 2010-6-25 22:03

小音量下就输出那么点电压。极限思维，关掉音量，“功放输出电压的平方”是“0”。

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小音量下就输出那么点电压。极限思维，关掉音量，“功放输出电压的平方”是“0”。
TDA-7294 发表于 2010-6-25 22:13

说个比喻吧.有两台A类功放.它们的最大输出平均功率都是2X100W.一台静耗电是1000W.一台静耗电是2000W.你说它们差异在哪?
钻死角有何好处?干脆都把电断了.不管耗电1000W还是2000W在这时没有任何差别...跟你没法交流...

香港穷烧友

(功率输出级处在无负反馈结构.对称推挽状态.输入阻抗178欧.供电+-12V.静态电流500MA.静耗电12W.当输入+-12V电压时.功率级输出最大电压+-11.6V.驱动8欧负载输出峰值功率16.8W.电压利用率96.7%.纯A状态输出峰值功率8W.)这一段原文引用楼主的,根据欧姆定律,功率级输出最大电压11.6V/8欧负载=1.45A,但静态电流只有0.5A,其中一臂的管子早就截止了吧,这还能算纯A吗?

hzh

(功率输出级处在无负反馈结构.对称推挽状态.输入阻抗178欧.供电+-12V.静态电流500MA.静耗电12W.当输入+-12V电压时.功率级输出最大电压+-11.6V.驱动8欧负载输出峰值功率16.8W.电压利用率96.7%.纯A状态输出峰值功率8W. ...
香港穷烧友 发表于 2010-6-25 22:44

目前的状态纯A输出仅是+-8V.超出+-8V是AB类.结构是推挽不是单端.在纯A状态输出极限电流是静态的2倍(非常接近).

hzh

(功率输出级处在无负反馈结构.对称推挽状态.输入阻抗178欧.供电+-12V.静态电流500MA.静耗电12W.当输入+-12V电压时.功率级输出最大电压+-11.6V.驱动8欧负载输出峰值功率16.8W.电压利用率96.7%.纯A状态输出峰值功率8W. ...
香港穷烧友 发表于 2010-6-25 22:44

相同条件下.推挽A类的电流效率比单端A类的电流效率高2倍.功率效率高4倍.因为单端结构有一臂是恒流源.电流是固定的.但推挽结构当一臂在增加电流的同时.另一臂也在释放静态电流.所以8欧负载时0.5A静态电流在纯A单端结构输出峰功率只有2W.而在A类推挽结构输出峰功率却有8W.

longtree

非常同意楼主观点，我现在设计都是这样做；瞬态响应非常好，失真也可以控制，全频平衡；好处太多了；可以多交流下

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(功率输出级处在无负反馈结构.对称推挽状态.输入阻抗178欧.供电+-12V.静态电流500MA.静耗电12W.当输入+-12V电压时.功率级输出最大电压+-11.6V.驱动8欧负载输出峰值功率16.8W.电压利用率96.7%.纯A状态输出峰值功率8W. ...
香港穷烧友 发表于 2010-6-25 22:44

或许这样来说明静态电流在0.5A的单端和推挽之间的A类输出功率比较容易理解...

hzh

非常同意楼主观点，我现在设计都是这样做；瞬态响应非常好，失真也可以控制，全频平衡；好处太多了；可以多交流下
longtree 发表于 2010-6-25 23:21

您真说到我心里想的了.瞬态!关键的核心.将喇叭馈入大环路负反馈所引发出来的最大负作用就是瞬态特征的变异...

TDA-7294

推挽甲类和甲乙类其实就一回事了，就算大管不关闭，在低工作点的时候管子的曲线也不好看，极限思维，工作点低到0，不就是甲乙类了啊，这是量变到质变的过程，其实只是量变。

hzh

如果非要将输出末端纳入环路负反馈.如要将大环路负反馈的不良负作用抑制到最低限度.最好的方式喇叭要做好阻抗匹配补偿网络.然后将功放塞进音箱里.最大限度的减少喇叭线长距离传输对环路负反馈的干涉.这比用条天价的金线银线做的喇叭线所收到的效果更突出.就象某些有源录音监听音箱那样.

hzh

推挽甲类和甲乙类其实就一回事了，就算大管不关闭，在低工作点的时候管子的曲线也不好看，极限思维，工作点低到0，不就是甲乙类了啊，这是量变到质变的过程，其实只是量变。
TDA-7294 发表于 2010-6-26 00:08

我提倡是如何让电路处在更高效的环境工作而已.在相同的输出功率的条件下.尽可能的提高电压利用率.难道你非要工作极限值吗?不可以给功放留那么点余量?就音乐信号而言.大编制交响乐的动态是很大的.功放的储备功率就不要考虑了?你想要多大输出功率的放大器不是问题.问题所在就是如何在最小的耗能基础上去实现最大的输出功率.就刚才那1000W和2000W的区别不就容易理解了吗?不明白你是如何理解的.

liustar

你的计算不正确！根本不懂你在算什么！纯A类不会超过50%的效率!
500毫安的静态电流使用8欧负载，只能有4瓦的A类功率！你根本就是算错了！

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你的计算不正确！根本不懂你在算什么！纯A类不会超过50%的效率!
500毫安的静态电流使用8欧负载，只能有4瓦的A类功率！你根本就是算错了！
liustar 发表于 2010-6-26 02:23

证明你对关于峰对峰值.峰值.平均值.有效值之间的关系没有弄懂或根本不知道...