專利名稱：新型脈寬調(diào)制式功放器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電器，特別是一種新型脈寬調(diào)制式功放器。
二背景技術(shù)：
模擬信號的功率放大器(又稱功放器)經(jīng)過了幾十年發(fā)展，在這方面的技 術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，可以說是達到了登峰造極的地步，環(huán)保與能量的利用率已漸 漸成為人們所關(guān)注的問題，正因為這樣，人們對功放的效率要求越來越高。但 是模擬功率放大器在這方面幾乎達到了極限，針對這一現(xiàn)實準數(shù)字功放和數(shù)字 功放應(yīng)運而生，來滿足人們對功率放大器的要求。
模擬放大電路的共同特點是晶體管都工作在線性放大區(qū)域，它按照輸入音 頻信號的大小控制輸出的大小，就像串在電源和輸出間的一個可變電阻，在控 制輸出的同時自身也在消耗電能，因此，模擬功放不可避免的存在著效率低下
的特點，其效率值是在放大器處于最大功率輸出時的理論值(約78%)，實際上 能夠做到這個理論值的一半(約35%)已經(jīng)算不錯了。而且在正常的工作過程 中不可能使功放時時都有最大功率輸出，這樣在工作時它們的效率就更低了， 不僅影響使用效果，而且能耗高，利用率低，因此，對功放器的改進與創(chuàng)新是 必需要解決的技術(shù)問題。
三
實用新型內(nèi)容
針對上述情況，為克現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實用新型之目的就是提供一種新 型脈寬調(diào)制式功放器，可有效解決功率輸出低，使用效果差和能耗高，利用率 低的問題，其解決的技術(shù)方案是，包括有殼體及其內(nèi)的功放電路，殼體上有功 放電路的進出端接線口，所說的功放電路是由時基集成電路和由第一三極管、 第二三極管、第三三極管、第一場效應(yīng)管、第二場效應(yīng)管構(gòu)成的調(diào)寬脈沖放大 輸出級電路組成，時基集成電路經(jīng)并聯(lián)的電容、電阻接第一三極管的基極，第 一三極管發(fā)射極接地，第-.三極管的集電極接第二三極管、第三三極管的基極， 第三三極管的集電極接地，第二三極管的集電極經(jīng)電阻接電源輸入端，第二三 極管、第三三極管的發(fā)射極并聯(lián)接第一場效應(yīng)管的G極，第一場效應(yīng)管的S極 接地，第二場效應(yīng)管的S極與第一場效應(yīng)管的D極相連，第二場效應(yīng)管的D極接電源輸入端，第一場效應(yīng)管的基極經(jīng)電阻接地，第二三極管的集電極經(jīng)輸出變壓磁芯接第二場效應(yīng)管的G極，第一場效應(yīng)管的D極、S極及第二場效應(yīng)管 的s極接輸出端負載。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，輸出功率大，能量利用率高，工作性能穩(wěn)定，能夠產(chǎn)生精確的脈寬調(diào)制振蕩信號，是功放器上的創(chuàng)新。四、
附圖為本實用新型的電路結(jié)構(gòu)(原理)連線圖。五具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
作詳細說明。由附圖所示，本實用新型包括有殼體及其內(nèi)的功放電路，殼體上有功放電 路的進出端接線口 (所說的殼體為常規(guī)技術(shù)，故圖中未畫出)，所說的功放電路是由吋基集成電路IC,和由第一三極管BG,、第二三極管BG2、第三三極管BG3、 第一場效應(yīng)管BG4、第二場效應(yīng)管BG5構(gòu)成的調(diào)寬脈沖放大輸出級電路組成， 時基集成電路IC，的3腳經(jīng)并聯(lián)的電容C2、電阻R3接第一三極管BG,的基極， 第--三極管BGt發(fā)射極接地，第一三極管BGi的集電極接第二三極管BG2和第 三三極管BG3的基極，第三三極管BG3的集電極接地，第二三極管BG2的集電 極經(jīng)電阻R4接電源E輸入端，第二三極管BG2、第三三極管BG3的發(fā)射極并聯(lián) 接第一場效應(yīng)管BG4的G極，第一場效應(yīng)管BG4的S極接地，第二場效應(yīng)管 BG5的S極與第一場效應(yīng)管BG4的D極相連，第二場效應(yīng)管BG5的D極接電源 E輸入端，第一場效應(yīng)管BG4的基極經(jīng)電阻R^接地，第二三極管BG2的集電極 經(jīng)輸出變壓磁芯B接第二場效應(yīng)管BG5的G極，第一場效應(yīng)管BG4的D極、S 極及第二場效應(yīng)管BG5的S極接輸出端負載RL。為了保證使用效果，所說的時基集成電路IC,的5腳經(jīng)電容C3、電位器W 接地，時基集成電路IC,的7腳、6腳間接有二極管D，，時基集成電路IC,的6 腳、2腳并聯(lián)接電阻R2—端，并經(jīng)電容d接地，電阻R2另一端接電阻R,—端 及時基集成電路IQ的7腳，時基集成電路IQ的4腳、8腳及電阻R^ Rs并聯(lián) 后經(jīng)三端穩(wěn)壓器IC2接第二三極管BG2的集電極及輸出變壓磁芯B和電阻R4， 并經(jīng)電阻R5另一端接第一三極管BGi的集電極及第二三極管BG2和第三三極管 BG3的基極；所說的三端穩(wěn)壓器IC2的輸出端(即左端)上有接地電容C8;所說的第二
場效應(yīng)管BG5的G極及S極間裝有由二極管D2、電阻R7、電容C5組成的箝位 電路，使恢復(fù)的第二場效應(yīng)管BG5激勵脈沖電壓的幅度與第一場效應(yīng)管BG4完
全一致，其中，二極管D2、電阻R7并聯(lián)接電容C5的一端，電容Cs另一端接輸
出變壓磁芯B次極，輸出變壓磁芯B的初極經(jīng)電容Q接第三三極管BG3和第二 三集管BG2的發(fā)射極及第一場效應(yīng)管BG4的G極，經(jīng)電阻R6接地，所說的第一 場效應(yīng)管BG4的D極與第一場效應(yīng)管BG5的S極間接有由電感線圈L及電容 C6組成的解調(diào)電路網(wǎng)絡(luò)，同負載RL相連，電感線圈L、電容C6相連接頭(共 端)經(jīng)電容C7接地；所說的第一場效應(yīng)管BG4、第二場效應(yīng)管BG5為特性完全 相同，并由初級與次級線圈比為1 : 1的脈沖式輸出變壓磁芯B將第一場效應(yīng)管 BG4的激勵脈沖電壓隔直反相對第二場效應(yīng)管BGs激勵，第一場效應(yīng)管BG4、 第二場效應(yīng)管BGs在幅度相同、相位相反的脈沖電壓作用下，輪流導(dǎo)通。
所說的第一三極管801為超高速開關(guān)管30^1，用作脈沖電壓放大，由于 時基集成電路IC,輸出的低電平，使第一三極管BG,截止，而輸出高電平時，通 過電阻R3和電容C2使第一三極管BG,飽和導(dǎo)通，其電壓降接近零；第一場效 應(yīng)管BG4、第二場效應(yīng)管BG5是型號為2SK577VMOS場效應(yīng)管，作為輸出功率 的開關(guān)管，它具有調(diào)整雙重保護功能；第二三極管BG2、第三三極管BG3的作 用是加速第一場效應(yīng)管BG4、第二場效應(yīng)管BGs柵極電荷的充盈與泄放過程， 以使開關(guān)脈沖的前后沿陡峭，縮短開關(guān)時間，電阻R5為泄放電阻。
所說的時基集成電路IQ為時基集成電路555，所說的二端穩(wěn)壓器1C2為 78M12三端穩(wěn)壓塊，時基集成電路Id在結(jié)構(gòu)上是由模擬信號和數(shù)字電路結(jié)合而 成的，將模擬功能與邏輯功能并為一體，電路簡單，工作穩(wěn)定，能夠產(chǎn)生精確 的脈寬調(diào)制振蕩信號，在輸出解調(diào)部分，BG4、 BG5的選擇至關(guān)重要，為了增大 輸出和提高效率，不但要求耐壓高，電流大，而且特別要求開關(guān)時間短，3通 壓降小，BG4、 BGs型號是2SK577VMOS，輸出變壓磁芯B為彩色電視機行輸 出變壓磁芯，用直徑0.51mm的漆包線原付邊(初級、次級)各繞100匝，電感 量約為1.2mh。在實驗時負載用大功率繞電阻(300歐姆)代替，L和C7的數(shù)值 大小由R,、 112和d的數(shù)值大小決定，也就是調(diào)寬調(diào)制的頻率，振蕩頻率與L和C7濾波頻相等，來決定L和C7的數(shù)值。用示波器觀察各極電壓波形兼測電壓幅值，在調(diào)制信號時，輸出極的電壓及數(shù)字都非常接近理想情況，特別是輸出管的方波前后沿陡峭，其幅值與理想情況很接近，此時串接于BG4的D極的電 流表指示接近于0，說明盡管BG4、 BG5在進行開關(guān)工作其漏極有幅度的方波脈 沖電壓，但由于L、 C7中的磁能轉(zhuǎn)換電能返送給電源，所以幾乎不消耗功率， 當(dāng)音頻信號發(fā)生器從音頻輸送端送正弦音頻信號進行調(diào)制時，可從負載電阻上 觀察到解調(diào)后的正弦音頻信號波形，波形很好，正負對稱，看不到明顯的失真， 當(dāng)增人輸入的音頻調(diào)制信號時，電源E供給的電流以及輸出音頻電壓波形的幅 度也隨著增大，當(dāng)負載上的正弦波形上下峰接近平頭時，其幅值正好為E值， 與理想情況相比較，如果電源電壓E等于260V，電流為0.48A，根據(jù)數(shù)據(jù)算得 輸出功率為113W，輸出效率達91%。電阻A、 R2、電容d穩(wěn)定性及時基集成電路(塊)IQ的質(zhì)量，影響著整 機頻響，所以，要選擇質(zhì)量高的元件，只要調(diào)寬波形理想，解調(diào)后的音頻調(diào)制 信號便不會失真，而理想的調(diào)寬電壓波形，由第一場效應(yīng)管BG4、第二場效應(yīng) 管BGs的導(dǎo)通與截止的同步切換得到，與電感線圈L的大小的性能無關(guān)，因此， L無嚴格要求。如果能找到耐壓1600V的VMOS場效應(yīng)管作功率輸出，那么輸 出電壓值可提高800V以上，即可輸出上千瓦的音頻功率，還可適當(dāng)提高負載電 阻值，使音頻高端頻響也得到改善，從而得到優(yōu)異的電聲質(zhì)量指標(biāo)。本實用新 型設(shè)計，試驗研制的成功，有效解決了功放器能量利用率低，能耗高，使用效 果不理想的技術(shù)難題，是功放器上的一個成功創(chuàng)造，有良好的經(jīng)濟和社會效益。
權(quán)利要求1、一種新型脈寬調(diào)制式功放器，包括有殼體及具內(nèi)的功放電路，殼體上有功放電路的進出端接線口，其特征在于，所說的功放電路是由時基集成電路(IC1)和由第一三極管(BG1)、第二三極管(BG2)、第三三極管(BG3)、第一場效應(yīng)管(BG4)、第二場效應(yīng)管(BG5)構(gòu)成的調(diào)寬脈沖放大輸出級電路組成，時基集成電路(IC1)的3腳經(jīng)并聯(lián)的電容C2、電阻R3接第一三極管(BG1)的基極，第一三極管(BG1)發(fā)射極接地，第一三極管(BG1)的集電極接第二三極管(BG2)和第三三極管(BG3)的基極，第三三極管(BG3)的集電極接地，第二三極管(BG2)的集電極經(jīng)電阻R4接電源(E)輸入端，第二三極管(BG2)、第三三極管(BG3)的發(fā)射極并聯(lián)接第一場效應(yīng)管(BG4)的G極，第一場效應(yīng)管(BG4)的S極接地，第二場效應(yīng)管(BG5)的S極與第一場效應(yīng)管(BG4)的D極相連，第二場效應(yīng)管(BG5)的D極接電源(E)輸入端，第一場效應(yīng)管(BG4)的基極經(jīng)電阻(R6)接地，第二三極管(BG2)的集電極經(jīng)輸出變壓磁芯(B)接第二場效應(yīng)管(BG5)的G極，第一場效應(yīng)管(BG4)的D極、S極及第二場效應(yīng)管(BG5)的S極接輸出端負載(RL)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型脈寬調(diào)制式功放器，其特征在于，所說的時 基集成電路(Id)的5腳經(jīng)電容C3、電位器(W)接地，時基集成電路(Id) 的7腳、6腳間接有二極管(D》，時基集成電路(Id)的6腳、2腳并聯(lián)接電 阻R2—端，并經(jīng)電容d接地，電阻R2另一端接電阻R,—端及時基集成電路(IC,) 的7腳，時基集成電路(Id)的4腳、8腳及電阻R,、 R5并聯(lián)后經(jīng)三端穩(wěn)壓器(IC2)接第二三極管(BG2)的集電極及輸出變壓磁芯(B)和電阻R4，并經(jīng) 電阻R5另一端接第一三極管(BG)的集電極及第二三極管(BG2)和第三三極 管(BG3)的基極。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型脈寬調(diào)制式功放器，其特征在于，所說的三 端穩(wěn)壓器(IC2)的輸出端上有接地電容Cs。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型脈寬調(diào)制式功放器，其特征在于，所說的第 二場效應(yīng)管(BG5)的G極及S極間裝有由二極管(D2)、電阻&、電容Cs組 成的箝位電路，使恢復(fù)的第二場效應(yīng)管(BG5)激勵脈沖電壓的幅度與第一場效 應(yīng)管(BG4)完全一致，其中，二極管(D2)、電阻R7并聯(lián)接電容Cs的一端，電容C5另一端接輸出變壓磁芯B次極，輸出變壓磁芯B的初極經(jīng)電容C4接第 三三極管(BG3)和第二三集管(BG2)的發(fā)射極及第場效應(yīng)管(BG4)的G極，再經(jīng)電阻R6接地。
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型脈寬調(diào)制式功放器，其特征在于，所說的第 一場效應(yīng)管(BG4)的D極與第一場效應(yīng)管(BG5)的S極間接有由電感線圈(L) 及電容Q組成的解調(diào)電路，同負載(RL)相連，電感線圈(L)、電容C6相連接頭經(jīng)電容C7接地。
專利摘要本實用新型涉及新型脈寬調(diào)制式功放器，可有效解決功率輸出低，使用效果差和能耗高，利用率低的問題，其結(jié)構(gòu)是殼體內(nèi)有功放電路，功放電路是由時基集成電路和由三極管、場效應(yīng)管構(gòu)成的調(diào)寬脈沖放大輸出級電路組成，時基集成電路接第一三極管的基極，其集電極接第二、第三三極管基極，第二三極管的集電極接電源輸入端，第二、第三三極管發(fā)射極并聯(lián)接第一場效應(yīng)管，第二場效應(yīng)管S極與第一場效應(yīng)管D極相連，第二場效應(yīng)管D極接電源，第二三極管的集電極經(jīng)輸出變壓磁芯接第二場效應(yīng)管G極，第一場效應(yīng)管D極、S極及第二場效應(yīng)管S極接輸出端負載，其結(jié)構(gòu)簡單，輸出功率大，能量利用率高，工作性能穩(wěn)定，能夠產(chǎn)生精確的脈寬調(diào)制振蕩信號，是功放器上的創(chuàng)新。
文檔編號H03F3/217GK201323553SQ200920088328
公開日2009年10月7日 申請日期2009年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月21日
發(fā)明者李洪資 申請人:李洪資