解码器、前级放大器升级利器------锂电池供电电源板

xz11206 · 发表于 2014-4-22 11:10

本帖最后由 xz11206 于 2014-4-22 11:10 编辑

在各种音响设备中有一个不可缺少的重要组成部件，电源。
不论是CD机、前级或后级功放（包括晶体管与胆机），电源占有举足轻重的作用，在机器内部占有很大的空间，电源对音质影响很大。
音响设备一般都是输入AC110V/60Hz或AC220V/50Hz，而机器内部的器件都是在直流电压的条件下工作，如解码器、前级设备中的常见电压有±15V、+5V、+3.3V等等，这样就必须将交流电降压、整流、滤波后，再稳压。
由于身边的各种电器设备的影响，我们使用的交流电中掺杂有各种频率的谐波成分，交流电中有杂波。为了给音响设备提供纯净的交流电，可以看到很多商家有净化电源系统，如日本金嗓子的PS-520 PS-1220，分别是510W与1200W的电源净化设备。
使用电源净化系统确实可以提升音质，但是其投入也是相当大的。
其实我们每个人都使用过电池，电池就是一个很纯净的电源，不像市电那样掺杂有各种杂波。如果用电池给音响系统供电，肯定对音质有很大的提升，经过我之前的试验，确实如此。很多LP放大器与耳机放大器都是采用电池供电。
如今锂离子电池或锂聚合物电池成为很多移动设备的供电系统，它有很多的优点，如容量与质量比大，相当较轻，输出电压高，单节一般为3.7V，输出电压曲线平整，如今用量很大，价格也不高。

今天我想与大家探讨的就是采用上述的锂电池给解码器或前级放大器供电。
绝大部分解码器或前级放大器内部的电源输出电压为±15V、±5V、+5V、+3.3V，可以采用多节电池串联工作输出高压，如为了输出±15V，可以采用10节锂电池串联，输出电压为3.7V×10=37V，（锂电池满电时的输出电压为4.2V，随着放电，输出电压会降低，一般放电截止电压为3.3V，我个人将放电截止电压设置为3.6V，后面再解释原因）实际输出电压在36V-42V(3.6V×10=36V, 4.2V×10=42V)，将中间点设置为参考地，可以认为输出电压为±18V-±21V。同样的道理，为了输出±5V，可以采用4节电池串联，输出电压为±7.2V-±8.4V、、、、、、、、、

锂电池有很多它特有的个性，如充电过程为：预充---恒流充电---恒压充电。下图为锂电池的充电曲线。为了延长锂电池的使用寿命切记过流充电、过压充电，特别是在恒压过程中的电压精度需要非常高，为4.2±0.5%。如果不按照其要求充电，锂电池的寿命会很短。
为了采用锂电池给音响系统供电，必须使用电池充电及放电管理的电源系统。下图的PCB就是锂电池充电及放电的电源板。其有多路电源输出，分别为±18.5V（各5节串联）、±7.4V（各2节串联）、+7.4V（2节串联），三路输出电压是独立的，电气也是隔离的。我考虑的是±18.5V给模拟放电电路供电，±7.4V给模拟芯片供电，+7.4V给数字芯片供电。
该电源板采用了德州仪器的锂电池充电管理芯片，其充电电流与电压控制都非常精准，可以有效的延长电池使用寿命，MCU负责对各电池电压进行监测，通过LED灯指示电池的充电状态及放电状态，该电源板有上电缓启动的功能。

电源的输入电压：DC 12-15V 或 AC 8-13V
锂电池可以使用智能手机电池或18650型号的电池。

后续与大家分享相关的知识。