音响电源整流滤波方式新探讨

LXF01 · 发表于 2011-10-20 22:39

本帖最后由 LXF01 于 2011-10-20 22:40 编辑

音响电源整流滤波方式新探讨
常规的整流滤波电路，对于单相电路而言，一般地是先经过1个全桥整流，成为单相直流纹波电压，而后依靠电容来滤波得到直流平波电压。如下图所示

这种常规整流滤波电路，在后级加负载后的情况下，整流电路上表现为接近交流电压波形的峰值附近有非常集中的高密度高能量电流通过，后级的全时区电流都在该短时间内得到补充，换句话说，后级的全时区电流被挤在该短时间内全额补充，后级电容只起到蓄能放电平滑的作用（不能提供有功电流）。表现为电流幅值的挤高和负载电流波形的频率的挤高。下图是某一电路，电源直流电压正负各38.6V,滤波电容正负各1000UF,在负载1KHZ正弦波峰值2A，整流后滤波前串的0.15Ω电阻上测到的电压波形。

另外，在该短时电流区外，电源只能依靠电容的储能提供，表现为电压的下降，这一部分时间的电源的特性呈现为电容型特性，尤其是瞬时大电流脉冲特性非常差。下图为空载时为45.6V的普通整流滤波直流电压，滤波电容正负各1000UF,在负载1KHZ正弦波峰值2A的情况下，测得的直流电压波形。

下图为同时变压器输出波形。从原先的空载峰峰值44VX2下跌为38.6VX2。

在音响电源中，不管其后续电路采用了何种降压稳压措施，从电流的通路角度讲，整个电路的特性都将受到这整流滤波电路特性的瓶颈限制。
现提出一种变形的整流稳压滤波电路，如下图所示。

这里用LM317及其外围器件作为稳压电路部分，实际上也可用其他稳压电路代替。负电源可用LM337及其相应外围器件组成。
这种稳压整流电路由于存在整流与不整流的2个时区断，并且模拟稳压电路必定存在稳压值的差异，一级稳压会有少量特定的纹波，可以再加一级降压稳压电路滤除一级的纹波。这种两级降压稳压电路不同于普通整流滤波加加压稳压的电路，前者不存在上文提到的瓶颈问题，而后者存在这个问题。

LXF01 · 发表于 2011-10-20 22:39

预留

LXF01 · 发表于 2011-10-20 22:41

预留

dj-sdu · 发表于 2011-10-21 02:02

最理想的还是方波电源，整流后只要加一个很小的电容即可，有效值等于最大值

ken68 · 发表于 2011-10-21 12:00

回复 4# dj-sdu

开关电源好象是方波吧？

TDA-7294 · 发表于 2011-10-21 12:28

你怎么不看稳压器的压差是多少？

dj-sdu · 发表于 2011-10-21 13:36

回复 dj-sdu

开关电源好象是方波吧？
ken68 发表于 2011-10-21 12:00

是的，方波波型因为不存在一个周期内电压上升到高点再下降的抛物线状，而是由开头到结束都是一条线，滤波电容不存在频繁的向负载放电现象

滤波电容的作用大多是吸收谐波与尖峰脉冲干扰，不像正弦整流那样，滤波电容还要考虑向负载放电的电压下降情况

不知我说的有没错，只是依稀记得几年前买了几本开关逆变电源的书看了一点有这样提到过

丹麦王子 · 发表于 2011-10-21 13:51

常见功放几乎都是用普通的整流滤波电源，可见是最省事也靓声的方法，做得好就可以了。

2001xk · 发表于 2011-10-21 13:53

没看见图

awei0822 · 发表于 2011-10-21 13:59

是的，方波波型因为不存在一个周期内电压上升到高点再下降的抛物线状，而是由开头到结束都是一条 ...
dj-sdu 发表于 2011-10-21 13:36

开关电源中滤波电容的作用主要还是向负载放电，由于开关电源工作在几十K上百KHz的频率下，对电容的充电频率非常快，所以不需要工频电源那样大的储能电容，

op111op · 发表于 2011-10-21 14:06

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awei0822 · 发表于 2011-10-21 14:11

看不到图，LZ可以加大滤波电容而改善瞬态响应。不知瓶颈怎么理解，电源如果不能满足负载需要一般是设计不当造成的

west998 · 发表于 2011-10-21 14:21

学习了！

tsyg99 · 发表于 2011-10-21 14:33

提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

LXF01 · 发表于 2011-10-22 00:17

图文并茂不知怎么实现，WORD的文档复制就只剩下文字了

lnhsgj · 发表于 2011-10-22 02:30

本帖最后由 lnhsgj 于 2011-10-22 02:32 编辑

对楼主的理论有一点点不同看法：
不同的电路，对电源的要求不同。

功率放大，对电源的基本要求就是可以提供足够的功率（或者说足够的电流）。“瓶颈纹波”（针对楼主的理论这么叫）对其影响极小。功放电路属于非线性负载，即使供电是理想的纯直流，它的电流也是不断变化的。电源有内阻、导线有线阻，等同于在一个纯直流电路中串入一个电阻，由于这个电阻的存在，当功放电路电流变化时，其两端的电压会跟着波动。电流越大越明显。在功放电路中，这个波动，要远远高于“瓶颈纹波”，是它的几百倍，甚至几千倍，所以说“瓶颈纹波”对功放电路的影响可以忽略不计。使用稳压电源，可以说是浪费，影响不大，甚至负影响。

电压放大，对功率要求不高，但对纹波的要求却很高，因为它会把这个纹波放大。采用稳压电源是最佳选择。其实稳压电源可以理解为：人为的在电源供给电路中串入了一个“可变电阻”，使这个“电阻”与负载保持固定比值，这样负载两端电压就会保持恒定。稳压电源的电路形式有很多，都很成熟，也都各有其优缺点，可以说都不是完美的。没看到楼主的图，在这里暂停。。

tsyg99 · 发表于 2011-10-22 10:00

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LXF01 · 发表于 2011-11-20 23:45

本帖最后由 LXF01 于 2011-11-21 01:16 编辑

常规的整流滤波电路

电源直流电压正负各38.6V,滤波电容正负各1000UF,在负载1KHZ正弦波峰值2A，整流后滤波前串的0.15Ω电阻上测到 ...

电源直流电压正负各38.6V,滤波电容正负各1000UF,在负载1KHZ正弦波峰值2A，整流后滤波前串的0.15Ω电阻上测到的电压波形

2A负载时的直流电源

2A负载时的直流电压

同时变压器输出波形，原先的空载峰峰值44VX2下跌为38.6VX2

同时变压器输出波形，从原先的空载峰峰值44VX2下跌为38.6VX2

变形的整流稳压滤波电路

整流之后的波形不经滤波电容的峰值保持，而直接进入降压稳压环节，拓宽变压器的输出时长，以改善上述提到的普通整流滤波电路的缺点。
如果采用三相输出变压器，降压稳压值选在三相6脉波的最低点电压之下，则能保证正（和负）电源任何时刻都有变压器绕组输出直接提供电流经过整流到降压稳压回路，保证了全时区输出。这样就完全避免了上文提到的电容性电源的缺点。

天天爱我 · 发表于 2011-11-20 23:50

经过两级串联稳压，电源的内阻上升很多噢。电路的瞬态响应及电源的效率都是问题

LXF01 · 发表于 2011-11-21 01:03

电源的内阻不是这么简单的理解为串联就增大了。实际音响用电源串联稳压的情况出现电源速度不够，其实大部分原因是瞬态大电流时的内阻变大。

[电源] 音响电源整流滤波方式新探讨

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