[求助] 做好D类功放需要那些方面知识

呜呼哀哉   2023-2-21 17:42 楼主

坛友们,最近又开始衰了,用TAS5630B功放芯片,按照参考电路设计的D类功放,就只能工作一两次,芯片就挂了。输出没有短路,负载没接,但是状态信号不正确。这次设计就这么失败了。

问题出在哪里根本分析不出来,现在想问下,做一个健壮的D类功放电路,究竟需要在哪些地方注意,需要哪些 理论知识?有没有在这方面有经验的坛友提供点资料(不要电路图,相信人家的典型应用电路是正确的),或着指点下可能问题。

方式是典型电路接的PBTL,输出滤波电路按参考电路进行,参数一致,元器件有保证,负载特殊,为工频变压器。

区别:现阶段和TI的EVM板有大的区别的在于散热器没有接地,供电的DC+12V是DCDC开关电源电路直接供,没有采用LDO。

区别分析1:

散热器都是和顶部散热焊盘绝缘的,有导热夕胶垫,感觉接不接地无关紧要,散热器都是铝合金,又不导磁,完全没影响。

区别分析2:

DCDC电源电路示波器实测没有过冲,纹波30mV以内,完全在DC12V典型供电电源范围,难道30mV的纹波能导致芯片内部逻辑混乱?

关键的两幅图如下

捕获1.PNG

TAS5630B典型电路

捕获2.PNG

单端转差分

回复评论 (31)

变压器和扬声器的负载特性可截然不同,万不可简单套用。

上传了一些书籍资料,也许有你想要的:https://download.eeworld.com.cn/user/chunyang
点赞  2023-2-21 21:14

【负载特殊,为工频变压器】

工频变压器绝对不能代替扬声器作为功放的负载。

点赞  2023-2-22 08:29
引用: chunyang 发表于 2023-2-21 21:14 变压器和扬声器的负载特性可截然不同,万不可简单套用。

查了一些布罗考电路,从上面看音响负载是偏容性的,工频变压器是感性的,确实截然相反,不过在网上买了个相同芯片开发的D类功放模块,对方的带载变压器,变压器后级接阻性负载,效果钢钢的,所以就更郁闷了,原理图接近完全相同。

点赞  2023-2-22 08:53
引用: 呜呼哀哉 发表于 2023-2-22 08:53 查了一些布罗考电路,从上面看音响负载是偏容性的,工频变压器是感性的,确实截然相反,不过在网上买了个 ...

【对方的带载变压器,变压器后级接阻性负载,效果钢钢的】

变压器后级接阻性负载,从变压器初级看,这样一个接了阻性负载的变压器就是一个电阻(数值是乘以匝数比的平方)再串联一个小电感(变压器漏感),而你的变压器是空载,是纯粹的一个电感。

点赞  2023-2-22 08:57
引用: 呜呼哀哉 发表于 2023-2-22 08:53 查了一些布罗考电路,从上面看音响负载是偏容性的,工频变压器是感性的,确实截然相反,不过在网上买了个 ...

【查了一些布罗考电路,从上面看音响负载是偏容性的】

扬声器可以等效为电阻串联电感再串联电动势。总的来说属于含电感的电阻性。电阻是扬声器线圈的直流电阻再加上辐射到空气中的能量代表的电阻,电感是线圈的电感,电动势是由于线圈纸盆运动有惯性,在磁场中运动导体切割磁力线所产生的。

点赞  2023-2-22 09:01
引用: maychang 发表于 2023-2-22 08:57 【对方的带载变压器,变压器后级接阻性负载,效果钢钢的】 变压器后级接阻性负载,从变压器初级看,这 ...

版主,这个测试时我必定是从空载开始的,空载效果也不错,励磁电流不大。万用表串进去看的,并没有看电流电压相位。另外我们以前是用MCU的DAC驱动运放,进模拟功放芯片,再通过BJT推挽输出,带变压器,实际是可以使用的。你也知道,最近这个芯片价格离谱,那样做成本太高了。

 

点赞  2023-2-22 09:04
引用: maychang 发表于 2023-2-22 09:01 【查了一些布罗考电路,从上面看音响负载是偏容性的】 扬声器可以等效为电阻串联电感再串联电动势。总 ...

版主,刚才有个地方说错了,滤波后面是若贝尔网络,说成了基准方面的布罗考。

这个是TI的资料截图,动圈喇叭的电抗特性。

捕获4.PNG

点赞  2023-2-22 09:10
引用: 呜呼哀哉 发表于 2023-2-22 09:04 版主,这个测试时我必定是从空载开始的,空载效果也不错,励磁电流不大。万用表串进去看的,并没有看电流 ...

【你也知道,最近这个芯片价格离谱,那样做成本太高了。】

我不知道这个芯片是什么价格。

点赞  2023-2-22 09:46
引用: 呜呼哀哉 发表于 2023-2-22 09:04 版主,这个测试时我必定是从空载开始的,空载效果也不错,励磁电流不大。万用表串进去看的,并没有看电流 ...

【我们以前是用MCU的DAC驱动运放,进模拟功放芯片,再通过BJT推挽输出,带变压器,实际是可以使用的。】

这句话里面【带变压器】,变压器是空载么?还是变压器次级接了什么扬声器或者假负载?变压器空载和次级接有负载,那可是完全两回事。

点赞  2023-2-22 09:48
引用: 呜呼哀哉 发表于 2023-2-22 09:04 版主,这个测试时我必定是从空载开始的,空载效果也不错,励磁电流不大。万用表串进去看的,并没有看电流 ...

【这个测试时我必定是从空载开始的,空载效果也不错,励磁电流不大。万用表串进去看的,并没有看电流电压相位。】

【空载效果也不错,励磁电流不大】,你用什么电源施加到变压器上面?工频交流?还是你的D类放大器?还是模拟功放芯片再通过BJT推挽输出?

点赞  2023-2-22 09:51
引用: 呜呼哀哉 发表于 2023-2-22 09:10 版主,刚才有个地方说错了,滤波后面是若贝尔网络,说成了基准方面的布罗考。 这个是TI的资料截图,动 ...

这条曲线,是扬声器的频率-阻抗特性。图中可见,曲线在400~500Hz为最低点,即频率400~500Hz时扬声器阻抗最小。从400~500Hz开始,频率升高则阻抗增加。这正是电感的特性。

点赞  2023-2-22 09:54
引用: 呜呼哀哉 发表于 2023-2-22 09:10 版主,刚才有个地方说错了,滤波后面是若贝尔网络,说成了基准方面的布罗考。 这个是TI的资料截图,动 ...

图中文字部分,这句话【可见喇叭阻抗的标称值是其直流特性】大错特错。你用万用表量量就知道了。标称8欧的扬声器,用万用表电阻档(万用表电阻档当然是直流)测量扬声器电阻,结果大概是5~6欧姆,显然比标称值的8欧要小。

扬声器标称阻抗,就是曲线中400~500Hz那段的阻抗,也就是频率比谐振点高的那段的最低点处的阻抗。该阻抗比扬声器的直流电阻要大一些,因为扬声器线圈的电感的作用。

点赞  2023-2-22 09:59
引用: 呜呼哀哉 发表于 2023-2-22 09:10 版主,刚才有个地方说错了,滤波后面是若贝尔网络,说成了基准方面的布罗考。 这个是TI的资料截图,动 ...

茹贝尔电路(首帖电路中R33C37那四组RC电路)是并联于扬声器的,作用是频率升高时其中的电容与扬声器电感抵消,使得并联茹贝尔电路后的扬声器呈现较小的电感性(电容电感电流有一部分抵消掉),主要是电阻性。并联了茹贝尔电路的扬声器,其特性曲线与8楼曲线不同,右边上升没有那么快,谐振峰也要降低一些。

点赞  2023-2-22 10:06
引用: 呜呼哀哉 发表于 2023-2-22 09:10 版主,刚才有个地方说错了,滤波后面是若贝尔网络,说成了基准方面的布罗考。 这个是TI的资料截图,动 ...

8楼曲线有个明显的谐振峰。这个谐振峰,是扬声器纸盆线圈等和扬声器的弹性支架以及纸盆推动的空气等构成的机械系统中质量(纸盆的质量、线圈的质量、支架的质量……)和弹性(纸盆边缘的弹性、支架的弹性、音箱中空气的弹性……)所形成的,不是电路中扬声器电感和茹贝尔电路中的电容形成的。相反,茹贝尔电路中的电阻(以及扬声器线圈的电阻)会降低这个谐振峰的高度。

点赞  2023-2-22 10:13
引用: 呜呼哀哉 发表于 2023-2-22 09:04 版主,这个测试时我必定是从空载开始的,空载效果也不错,励磁电流不大。万用表串进去看的,并没有看电流 ...

建议你实验时用个合适的大功率电阻当做假负载,电阻数值等于至少接近于扬声器标称阻抗。万不可用工频变压器当假负载。这一点3楼chunyang已经说过了。

点赞  2023-2-22 10:15
引用: maychang 发表于 2023-2-22 09:51 【这个测试时我必定是从空载开始的,空载效果也不错,励磁电流不大。万用表串进去看的,并没有看电流电压 ...

DC48V电源进D类功放(或者正负DC36V进模拟功放),功放输出接变压器绕组,变压器其它组抽头通过继电器接不同的负载,我们不用的时候变压器空载,也就是其它绕组什么都不接。

点赞  2023-2-22 11:11
引用: 呜呼哀哉 发表于 2023-2-22 11:11 DC48V电源进D类功放(或者正负DC36V进模拟功放),功放输出接变压器绕组,变压器其它组抽头通过继电器接 ...

不同的功放,例如17楼你提到的D类功放和模拟功放,对负载的要求是不同的。这个功放允许接纯感性负载,另一个功放可就未必允许接纯感性负载。

点赞  2023-2-22 11:22
引用: 呜呼哀哉 发表于 2023-2-22 11:11 DC48V电源进D类功放(或者正负DC36V进模拟功放),功放输出接变压器绕组,变压器其它组抽头通过继电器接 ...

为什么某些功放不允许带纯感性负载?这要从能量转换说起。

电感和电容并不消耗能量,只是存储能量。在交流的半周期,电感储存能量,在交流的另半个周期,电感释放所储存的能量。现在问题来了:释放能量时,这能量去了哪里?是如何流动的?

点赞  2023-2-22 11:38
引用: 呜呼哀哉 发表于 2023-2-22 11:11 DC48V电源进D类功放(或者正负DC36V进模拟功放),功放输出接变压器绕组,变压器其它组抽头通过继电器接 ...

对工频交流市电来说,如果接了个电感,电感在交流的半个周期内储存能量,在交流的另半个周期能量向交流市电释放。换句话说,在另半个周期内,电感中电流方向与市电交流电压方向相反。电感在这另半个周期内相当于一个发电机。交流市电允许一个发电机接到电网上,无非是发电厂的发电机输出稍稍减小了一点点而已。

点赞  2023-2-22 11:42
12下一页
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 京公网安备 11010802033920号
    写回复