关于甲类功放功率计算想到的问题（献丑了）

老天狼

关于甲类功放想到的问题讨论：大家知道，甲类功放效率低，那怎么样才能做出合适的甲类功放，让功耗控制在拟定的范围内而功放输出功率又能满足自己的需要？这个涉及甲类功率放大器功率计算问题，在坛上争论得很多，这里谈点个人的体会。
首先，讨论功放的功率，我们一般以正弦波进行讨论，所以先要了解正弦波的几个量：
UP-P：正弦波峰峰值；最大值为UP-P /2；正弦波有效值U=("UP-P" √2)/2；同理，电流也是这样I=("IP-P" √2)/2。
第二，我们讨论甲类功放输出功率，其实是讨论一台功放能够输出多大功率的问题，按照电功率公式：P=IU或P=I*I*R都正确。先来看看I这个量，对于单端甲类来讲，大家知道，它的最大电流不超过功率管的静态电流的，一旦超出，则会进入截止区，产生削顶失真；对于推挽甲类来讲，它的最大输出电流不超过功率管的静态电流的2倍（上下臂工作），一旦超出，成为甲乙类了。
根据这些分析，甲类功放的功率应该怎么进行计算？我认为这取决于工作电压和工作电流，在此基础上由负载大小决定最终功率。但是在制作功放时，应当根据需要设计合理的工作电压和工作电流，才能发挥其最大效率。
例：需要在8欧负载上输出10瓦的推挽甲类功率，怎么进行计算？
I=√(P/R)=√(10/8)=1.118（A），这是额定功率要求在负载上得到的电流有效值，所以，可得电流峰峰值为Ip-p=√2*I=√2*1.18=1.66877（A），可取1.7A，所以电流幅值为1.7/2=0.85（A），这是在8欧负载上输出10瓦推挽甲类需要的最小静态电流。
现在来看所需电压：
根据静态电流可得，Up-p=I*R=0.85*8=6.8v,加上3V-4V管压降可取到±10V~±12V双电源。那么末级功耗约为单管10*0.85=8.5（W），两管17（W），取±12V时单管为12*0.85=10.2W，两管20.4W。所以10瓦甲类并不需要太高电压，否则，热功耗增加了，（比如：±20V时，按设计值0.85A静态电流计算功耗将达到单管17W，两管34瓦）。反之，如果实际供电电压太低（比如7V），除去管压降（4V），用于输出的电压差太低（仅3V），实际输出到负载上的电流达不到设计值（仅3/8=0.375A），达不到输出10W的目标。至此，也说明一个问题，那就是电源变压器的功率储备要足够，否则会造成电压下降太大，达不到所设定的功率。
上例用于单端计算，则有所不同，由于电流峰峰值Ip-p=√2*I=√2*1.18=1.66877（A），可取1.7A，这就是所需的末级静态电流，此时所需的输出电压峰峰值Up-p=I*R=1.7*8=13.6v，加上管压降大约取值17V-18V，管耗17V*1.7A=28.9W。但是象1969这个功放，由于末级有两只管，13.6V加上单管管压降约17V，为中点电压，所以电源电压取值34V左右为宜，这也与坛上海洋大师实际试验的结果较为相符。至于海洋大师在一些帖子中所说需要加大静态电流到2.5安，这个我确实无法解释，也许跟1969特殊电路有什么联系。
第三，关于名机标称从8欧依次递减到2欧的功率越来越大这个问题的解释，是不是按8欧的负载设计电压，按2欧的负载设计了静态电流（或许还可以由用户根据负载自行调整静态电流？如果不能自行调整，此时用于8欧负载，明显太浪费能源了）的呢？这时候用8欧负载的话，由于电压限制，只能按照工作电压输出电流（此时的输出电流远远小于设定的静态电流），若负载阻抗减小，在同样电压下输出电流会相应增加（以至达到设定的静态电流），因而增加了输出功率。所以，这类功放静态功耗很大。
然而，正如许多老师说，喇叭是一个复杂的负载，为了能够获得更强的控制力，用低阻负载设计工作电流，工作在较高阻抗负载上在听感上要来得更漂亮，但是一般来说，按照4欧负载设计工作电流应当能够应付。
第四，你需要多大的功率？建议你把电视机音量开到最大听一听，看看电视机的音频功率是多少，再在此基础上给以一定的功率裕量，来决定你的功放功率，也许比较合理。由于受条件的限制，我没有示波器去进行量化测量，在正常听音的情况下，到底需要多大功率，用数字表在正常听音的情况下测得电压读数大约1V，则幅值约1.4V，峰峰值约2.8V。
由于学习时不专心，请大家批评。

xlf0602

根据静态电流可得，Up-p=I*R=0.85*8=6.8v
老天狼 发表于 2011-2-25 10:11

这个计算错误。
首先，你应该是在计算Up，而不是Up-p。再就是计算Up也应该是2倍的静态电流与负载阻抗的积。

老天狼

继续，[

Up-p=I*R=0.85*8=6.8v,

这里确实应为UP。另外，quote]电流峰峰值为Ip-p=√2*I=√2*1.18=1.66877（A），可取1.7A，所以电流幅值为1.7/2=0.85（A）[/quote]

总冒烟

13.6V为正解！1.7A峰值电流输出27W正解！6.8V调到1.7A的峰值电流早已限幅！峰值电流*负载抗阻不可以超过电源电压。还有甲类的降低负载抗阻会降低输出功率！而不是增加输出功率

指日可待

学习了

mygod2008

学习了

老天狼

谢谢

6.8V调到1.7A的峰值电流早已限幅！

这是肯定的，但我这里6.8V的话不是1.7A电流，而是推挽甲类的0.85A

蓝调太子

学习。

yufei

关于甲类功放想到的问题讨论：大家知道，甲类功放效率低，那怎么样才能做出合适的甲类功放，让功耗控制在拟 ...
老天狼 发表于 2011-2-25 10:11

那位是海洋大师啊？我不懂，我来学习！

老天狼

那位是海洋大师啊？我不懂，我来学习！

做1969功放板子那个

simon62

13.6V为正解！1.7A峰值电流输出27W正解！6.8V调到1.7A的峰值电流早已限幅！峰值电流*负载抗阻不可以超过电源 ...
总冒烟 发表于 2011-2-25 10:50

13.6 * 13.6 / 8 = 23.12 W

13.6 / 8 = 1.7

27W 是怎算出來的？

总冒烟

13.6 * 13.6 / 8 = 23.12 W

13.6 / 8 = 1.7

27W 是怎算出來的？
simon62 发表于 2011-2-25 11:35

1.7A是峰值电流。实际做的时候调到850MA就行了。
27W是2*2*1.7*8得出来的。套用美国PASS A5     2A电流   64W输出。   美国KRELL 100MKII     3A电流    输出100W

总冒烟

谢谢这是肯定的，但我这里6.8V的话不是1.7A电流，而是推挽甲类的0.85A
老天狼 发表于 2011-2-25 11:04

0.85A是峰值电流

niuxiuhua

海洋大师？？？！！！

xlf0602

这里确实应为UP。另外，quote]电流峰峰值为Ip-p=√2*I=√2*1.18=1.66877（A），可取1.7A，所以电流幅值为1.7/2=0.85（A）
老天狼 发表于 2011-2-25 10:40

呵呵，楼主你不停的犯迷糊啊。
很显然你这里算的又是Ip而不是Ip-p。对于推挽放大器，甲类8欧10瓦的Ip= √（10÷8×2）=1.581（A）；Ip-p=2Ip=3.162(A)；理想条件下放大器的静态电流最小应为Ip/2=0.791（A）。又因为流过负载的峰值电流Ip=1.581（A），所以负载上的峰值电压为1.581×8=12.64（V），所以理想条件下电源电压不得低于±12.64（V）。

simon62

1.7A是峰值电流。实际做的时候调到850MA就行了。
27W是2*2*1.7*8得出来的。套用美国PASS A5     2A电流   64W输出。   美国KRELL 100MKII     3A电流    输出100W
总冒烟 发表于 2011-2-25 12:24

你的算法很有問題，首先 13.6V 8 歐負載已經出不了 27W ，在 23.12W 的輸出功率下也已經要 1.7A 電流，如何能出到 27W ？

至於你引用的機器的資料也有問題，如果是負載 8 歐，100W 輸出到音箱須要 28.3V ，電流是 3.5A 。64W 輸出到音箱須要 22.65V ，電流是要 2.8A ，你自已再計一下吧。

大喇叭猪猪

严重学习中

simon62

我經過很多實際測量，得到最簡單而合理的甲類推挽公式是：

所有功率管靜態電流總加 X 所有功率管靜態電流總加 X 負載 / 2

例如一對管，每管靜態電流是 1A ，負載 8 歐，那就是 2 x 2 x 8 / 2 = 16W ，接 4 歐是 32W。

至於工作電壓可以用輸出電壓來反算最佳工作電壓，例如想要 8 歐 16W 輸出，那即是須要 11.3V，然後把 11.3V x 1.414 = 16V ，那工作電壓要定在最低+/-16DCV 以上了。

至於功耗，16DCV x 2A = 32W ，那就是甲類推挽的最高 50% 理論值了。

xlf0602

话说1A静态电流4欧负载最多只能有8W的甲类功率，至于能有多少的乙类功率就主要看电源电压。