專利名稱：換導式同步偏置電壓功率放大器的制作方法
技術領域：
本實用新型所屬的技術領域為音頻功率放大電路，涉及一種換導式同步偏置電 壓功率放大器。
背景技術：
本實用新型是在本人前期專利技術申請?zhí)枮镃N200910046796. 3 (或者 CN200910003635. 6)基礎上的一種結構改進，這一改進的目的是為了使本申請電路能適 應在大電壓大功率的功率放大器中運用，而設置了第一穩(wěn)壓同步偏置電壓電路，使得電阻 R22、R23上的電壓降在動態(tài)時以固定的比例跟隨第一互補管的共發(fā)射極電位上升或者下 降，從而使第一互補管的基極在大電壓動態(tài)時得到良好的匹配而工作于優(yōu)良狀態(tài)；與此同 時又設置了第一互補管靜態(tài)基極電位電阻方陣固定電路，消除了背景專利申請圖1中存在 的電路接通電源時有沖擊電流出現(xiàn)的問題。說明書附圖中的圖1為背景技術一本人前期專利技術申請CN200910046796. 3名 稱為換導式功率放大器的電路原理圖，其中由電阻R1、R2和穩(wěn)壓管Dl組成第一穩(wěn)壓偏置電 路，由電阻1 6、1 7、1 8、1 9、1 10、和二極管 D2、D3、D4、D5、D6、D7 以及晶體管 V7、V8 組成第二 穩(wěn)壓及第一互補管靜態(tài)基極電位固定電路，由電阻R3、R4、R5和晶體管VI、V2、V3、V4、V5、 V6以及負載RL組成該電路的啟動和運行電路，由晶體管Vll (或VU)連接晶體管V9(或 V10)再連接晶體管V3(或V4)構成常規(guī)的三級直耦放大電路。說明書附圖圖2為本申請換 導式同步偏置電壓功率放大器的電路原理圖，其基本上與圖1的電路相同，只是增加了第 二穩(wěn)壓偏置電路的內(nèi)容，由電阻R24、R25、R26、R27和晶體管VlO以及電容Cl組成，并且由 其中的第一互補管靜態(tài)基極電位電阻方陣固定電路取代了圖1中的第二穩(wěn)壓及第一互補 管靜態(tài)基極電位固定電路，通過這一電路結構的改變，就可以使本申請電路在接通電源時 不再存在沖擊電流的問題，同時本申請主要的設置了第一穩(wěn)壓同步偏置電壓電路，使本申 請電路能適應在大電壓大功率的功率放大器中運用。在圖1的21中也就是本人這一類型發(fā)明的最初主要電路結構中加入了電感L(電 感L在圖2的11內(nèi))，使功放的音質、音色更令人滿意，圖2中的啟動電阻Rl與電感L的連 接也可以用較為復雜的電阻、電感、電容組合來構成，對于這些組合構成在此不再列舉。
發(fā)明內(nèi)容本申請是在本人前期專利技術申請?zhí)枮镃N200910046796. 3(或者 CN200910003635. 6)基礎上的一種結構改進，這一改進的目的是為了使本申請電路能適 應在大電壓大功率的功率放大器中運用，而設置了第一穩(wěn)壓同步偏置電壓電路，使得電阻 R22、R23上的電壓降在動態(tài)時以固定的比例跟隨第一互補管的共發(fā)射極電位上升或者下 降，從而使第一互補管的基極在大電壓動態(tài)時得到良好的匹配而工作于優(yōu)良狀態(tài)；與此同 時又設置了第一互補管靜態(tài)基極電位電阻方陣固定電路，消除了背景專利申請圖1中存在 的電路接通電源時有沖擊電流出現(xiàn)的問題。[0006]說明書附圖圖2中11內(nèi)的電路即為本申請換導式同步偏置電壓功率放大器的關 鍵內(nèi)容，其包括第一穩(wěn)壓偏置電路，第一穩(wěn)壓同步偏置電壓電路，第二穩(wěn)壓偏置電路，第一 互補管靜態(tài)基極電位電阻方陣固定電路，啟動電阻Rl和電感L以及第一互補管和第二互補 管，高精度等值電阻第8電阻R8、第7電阻R7 ；其特征是由主動半橋即功率信號源通過啟 動電阻(Rl)和電感(L)來啟動被動半橋電路，使被動半橋中的上、下臂功率晶體管(V2、V1) 彼此交替地導通負載(RL)配合主動半橋中的下、上臂功率晶體管(V3、V4)呈不同電流強度 的交換導通狀態(tài)，被動半橋輸出電壓與主動半橋輸出電壓的相位始終相反并以此來推動兩 個半橋之間的負載(RL)；所述第一穩(wěn)壓偏置電路連接第二穩(wěn)壓偏置電路，順序連接第一互 補管靜態(tài)基極電位電阻方陣固定電路；所述啟動電阻Rl—端連接第一互補管V6、V5的共發(fā) 射極，另一端連接電感L的一端，電感L的另一端連接負載RL的一端并分別通過第10電阻 R10、第9電阻R9連接第4晶體管V4、第3晶體管V3的兩個發(fā)射極，負載RL的另一端連接 第二互補管V2、V1的共集電極，第二互補管中的PNP管、NPN管兩個發(fā)射極分別連接第4晶 體管V4、第3晶體管V3的兩個集電極并分別通過第4電阻R4、第2電阻R2連接電源電壓 的正極、負極，以及電結合第一互補管集電極與第二互補管基極的限流電阻R5、R6和連接 第二互補管兩個基極的第3電阻R3。為了區(qū)別于其他形式的橋式功率驅動電路，依據(jù)本發(fā)明電路中有一啟動電阻來 啟動被動半橋電路，使被動半橋中的上、下臂功率晶體管彼此交替地導通負載配合主動半 橋中的下、上臂功率晶體管呈不同電流強度的交換導通狀態(tài)這一特征而將本發(fā)明電路稱 為——換導式。采用了以上所述的電路結構其有益效果是通過設置第一互補管靜態(tài)基極電位電 阻方陣固定電路，消除了背景專利申請圖1中存在的電路接通電源時有沖擊電流出現(xiàn)的問 題；又通過設置了第一穩(wěn)壓同步偏置電壓電路，使第一互補管的基極在大電壓動態(tài)時得到 良好的匹配而工作于優(yōu)良狀態(tài)，從而使本申請電路能適應在大電壓大功率的功率放大器中 運用。

圖1為背景技術一本人前期專利技術申請CN200910046796. 3名稱為換導式功率 放大器的電路原理圖。在圖1中，晶體管Vll(或V12)連接晶體管V9(或V10)再連接晶體管V3 (或V4) 構成常規(guī)的三級直耦放大電路。圖2為本申請--換導式同步偏置電壓功率放大器的電路原理圖。在圖2中，晶體管V5、V6為第一互補管；晶體管VI、V2為第二互補管；晶體管V3、 V4為功放管；晶體管Vl與V2、V5與V6、V8與V9、V21與V22應分別根據(jù)需要選用參數(shù)相同 放大值一樣的對管，穩(wěn)壓管Wl與W2的參數(shù)相同穩(wěn)壓值為3V，穩(wěn)壓管W3的穩(wěn)壓值為22V ；電 阻 R2 與 R4、R5 與 R6、R7 與 R8、R22 與 R23、R24 與 R27、R31 與 R32、R33 與 R34 的阻值精確 相等，電阻R20、R21、R22、R23、R24、R27取值470 Ω，負載阻抗8 Ω，電源電壓+32V，最大輸 出功率約70W。當有制做者采用本電路來制做更大功率功放時必須首先了解危險電壓和電磁輻 射等常識，以及在調(diào)試制做時必須謹慎小心不要碰觸到功放中任何金屬部分(包括揚聲器)，防止發(fā)生觸電危及人體生命的危險以及電磁輻射等一些不良因素對人體造成影響。
具體實施方式
本申請換導式同步偏置電壓功率放大器的運行與上述背景專利申請電路一樣，通 過設置二級穩(wěn)壓偏置電路將第一互補管V5、V6的靜態(tài)基極電位穩(wěn)定地固定，由第一互補管 V5、V6與第二互補管VI、V2組成對稱的二級直耦放大電路，音頻信號經(jīng)過常規(guī)電路的多級 直耦放大，從功放管V4、V3輸出并且通過啟動電阻Rl和電感L將功放管V4、V3建立在負載 RL上的電壓變化傳導到第一互補管的共發(fā)射極，使其中之一晶體管的輸出電流增大而另一 晶體管則趨于截止，從而推動第二互補管中一晶體管趨向飽和，趨向飽和的程度由功放管 的輸出電流大小來決定，以此來配合功放管推動負載。電路的實現(xiàn)是如圖2所示，首先連接第一穩(wěn)壓偏置電路，由電阻R22、R23和穩(wěn)壓 管W3組成；其中一端連接電源電壓正極的第23電阻R23其另一端連接第3穩(wěn)壓管W3的陽 極，一端連接電源電壓負極的第22電阻R22其另一端連接第3穩(wěn)壓管W3的陰極，穩(wěn)壓輸出 端為穩(wěn)壓管W3的陽極、陰極端。再連接第二穩(wěn)壓偏置電路，由晶體管VlO和電阻R24、R25、R26、R27以及電容Cl 組成；其中第27電阻R27的一端連接第3穩(wěn)壓管W3的陽極，另一端連接第沈電阻R26的 一端和第10晶體管VlO的集電極以及第1電容Cl的正極；第M電阻R24的一端連接第3 穩(wěn)壓管W3的陰極，另一端連接第25電阻R25的一端和第10晶體管VlO的發(fā)射極以及第1 電容Cl的負極；第25電阻R25、第沈電阻R26的另一端互連并且連接第10晶體管VlO的 基極。接著連接第一互補管靜態(tài)基極電位電阻方陣固定電路，由晶體管V8、V9和穩(wěn)壓管 WU W2 以及電阻附1、1 12、1 13、1 14、1 15、1 16、1 17、1 18、1 19、1 20、1 21 組成；其中第 2 穩(wěn)壓 管W2的陽極端連接第1電容Cl的正極和第21電阻R21的一端，第2穩(wěn)壓管W2的陰極端 連接第18電阻R18的一端并通過第19電阻R19連接第9晶體管V9的基極，第9晶體管的 發(fā)射極連接第21電阻R21的另一端，集電極連接第12電阻R12、第14電阻R14、第16電阻 R16的一端以及第7晶體管V7的集電極；第1穩(wěn)壓管Wl的陰極端連接第1電容Cl的負極和第20電阻R20的一端，第1穩(wěn) 壓管Wl的陽極端連接第18電阻R18的另一端并通過第17電阻R17連接第8晶體管V8的 基極，第8晶體管的發(fā)射極連接第20電阻R20的另一端，集電極連接第11電阻R11、第13 電阻R13、第15電阻R15的一端以及第7晶體管V7的發(fā)射極；第11電阻R11、第12電阻 R12的另一端互連并連接第5晶體管V5的基極，第13電阻R13、第14電阻R14的另一端互 連并連接第6晶體管V6的基極，第15電阻R15、第16電阻R16的另一端互連并連接第7晶 體管V7的基極。再將高精度等值電阻第8電阻R8、第7電阻R7的一端互連并且連接第一互補管 V6、V5的發(fā)射極，第8電阻R8、第7電阻R7的另一端分別連接電源電壓的正極、負極，V6、 V5的集電極分別通過電阻R6、R5連接第二互補管V2、Vl的基極，電阻R3連接于V2、Vl的 兩個基極之間，V2、Vl的發(fā)射極分別連接晶體管V4、V3的集電極并分別通過電阻R4、R2連 接電源電壓的正極、負極。最后連接第一穩(wěn)壓同步偏置電壓電路，由晶體管V21、V22、V23、V24、V25、V26以及電阻R31、R32、R33、R34、R35、R36組成；其中第沈晶體管V26的集電極連接第3穩(wěn)壓管W3 的陽極端，其發(fā)射極通過第32電阻R32連接電源電壓的正極，其基極連接第M晶體管VM 的基極，和集電極以及第21晶體管V21的集電極，第M晶體管V24的發(fā)射極通過第32電 阻R32連接電源電壓的正極；第25晶體管V25的集電極連接第8穩(wěn)壓管W8的陰極端，其發(fā) 射極通過第31電阻R31連接電源電壓的負極，其基極連接第23晶體管V23的基極和集電 極以及第22晶體管V22的集電極，第23晶體管V23的發(fā)射極通過第33電阻R33連接電源 電壓的負極；第21、22晶體管的基極分別連接第一互補管V5、V6的集電極，第21、22晶體 管的發(fā)射極分別通過第35電阻R35、第36電阻R36連接電源電壓的負極、正極。完成以上 連接后開始調(diào)整可變電阻R26使電容Cl兩端的電壓為18V，接下來調(diào)整電阻R17、R18、R19 的電阻值，使第一互補管V6的基極電位高于V5的基極電位，電位差為1. OV左右；同時調(diào)整 電阻R32、R34、R35和電阻R31、R33、R36的電阻值，使得電阻R23和電阻R22上的電壓降在 動態(tài)時以0 0. 5比1的比例跟隨第一互補管的共發(fā)射極電位上升或者下降；也就是說當 第一互補管的共發(fā)射極電位上升(或者下降)IV電壓時，電阻R22上的電壓跟隨上升(或 者下降)0 0.5V，電阻R23上的電壓降則跟隨下降(或者上升)0 0.5V。重復以上調(diào)整 直到認為滿意為止，調(diào)試完畢應使晶體管V6的基極電位高于電源電壓的中點電位0. 5V，晶 體管V5的基極電位低于電源電壓的中點電位0. 5V。在不影響電路穩(wěn)定的前提下，高精度等 值電阻R8、R7的取值應盡可能大點。圖2中其余部分為音響功放常規(guī)電路，通常由對稱的 多級直耦放大電路以及環(huán)路負反饋控制組成，其常用的接法如說明書附圖2中所示音頻 小信號通過in與接地輸入具有恒流源的差動式輸入級晶體管V15的基極進行第一級放大， 放大后信號直接進入晶體管V17的基極進行第二級放大，再次放大的信號直接進入晶體管 V19(或V18)的基極進行第三級放大，最后信號直接進入晶體管V4(或V3)的基極進行第 四級放大，經(jīng)過晶體管V4(或V； )放大電流并在晶體管Vl (或V2)的導通配合下直接推動 負載揚聲器RL，同時在晶體管V4、V3輸出端取出電壓，通過反饋組件變成電流反饋到功放 電路輸入級的反相端晶體管V16的基極，以此控制整個功放電路的動、靜工作狀態(tài)。晶體管 V15、V16、V17、V18、V19可以選擇對管型號為2SA1015/2SC1815，晶體管V3、V4可以選擇對 管型號為2SA1301/2SC3280 ；電阻R28、R29的電阻值精確相等，電容C3、C4電容量精確相 等，電容C2的電容量是電容C3、C4電容量的一百倍以上，晶體管V4、V3的靜態(tài)工作電流大 約30mA，兩個恒流源做得越穩(wěn)定則越優(yōu)良，常規(guī)電路的調(diào)整按通常方法進行，主要是將晶體 管V4、V3的發(fā)射極電位調(diào)整到電源電壓的中點并連接上環(huán)路負反饋控制即可。最后將啟動電阻Rl—端連接第一互補管V6、V5的共發(fā)射極，另一端連接電感L的 一端，電感L的另一端連接負載RL的一端并分別通過電阻R9、RlO連接晶體管V3、V4的發(fā) 射極，負載RL的另一端連接第二互補管V2、V1的共集電極。第二互補管也可以用準互補對 稱輸出來代替。晶體管V5、V6應選高β值PNP型、NPN型對管，β值在350 700，附圖中全部晶 體管對管的配對誤差在士5%或者更小。若是工廠化規(guī)模生產(chǎn)則還需要加入第二互補管的 集電極及揚聲器延時繼電器接通電路，中點直流伺服電路，過壓過流保護電路等。按文中所述要求順序完成以上步驟后，整個功放電路就可以運行了。我們就可以 聽到音色優(yōu)美、音質清晰的音樂，音響效果悅耳動聽。
權利要求1.換導式同步偏置電壓功率放大器，其包括第一穩(wěn)壓偏置電路，第一穩(wěn)壓同步偏置 電壓電路，第二穩(wěn)壓偏置電路，第一互補管靜態(tài)基極電位電阻方陣固定電路，啟動電阻Rl 和電感L以及第一互補管和第二互補管，高精度等值電阻第8電阻R8、第7電阻R7 ；其特征 是由主動半橋即功率信號源通過啟動電阻Rl和電感L來啟動被動半橋電路，使被動半橋 中的上、下臂功率晶體管V2、Vl彼此交替地導通負載RL配合主動半橋中的下、上臂功率晶 體管V3、V4呈不同電流強度的交換導通狀態(tài)，被動半橋輸出電壓與主動半橋輸出電壓的相 位始終相反并以此來推動兩個半橋之間的負載RL ；所述第一穩(wěn)壓偏置電路連接第二穩(wěn)壓 偏置電路，順序連接第一互補管靜態(tài)基極電位電阻方陣固定電路；所述啟動電阻Rl —端連 接第一互補管V6、V5的共發(fā)射極，另端連接電感L的端，電感L的另一端連接負載RL的一 端并分別通過第10電阻R10、第9電阻R9連接第4晶體管V4、第3晶體管V3的兩個發(fā)射 極，負載RL的另一端連接第二互補管V2、V1的共集電極，第二互補管中的PNP管、NPN管兩 個發(fā)射極分別連接第4晶體管V4、第3晶體管V3的兩個集電極并分別通過第4電阻R4、第 2電阻R2連接電源電壓的正極、負極，以及電結合第一互補管集電極與第二互補管基極的 限流電阻R5、R6和連接第二互補管兩個基極的第3電阻R3。
2.根據(jù)權利要求1.的換導式同步偏置電壓功率放大器，其特征包括所述第一穩(wěn)壓同 步偏置電壓電路，由晶體管V21、V22、V23、V24、V25、V26以及電阻R31、R32、R33、R34、R35、 R36組成；其中第沈晶體管N26的集電極連接第3穩(wěn)壓管W3的陽極端，其發(fā)射極通過第32 電阻R32連接電源電壓的正極，其基極連接第M晶體管VM的基極，和集電極以及第21晶 體管V21的集電極，第M晶體管VM的發(fā)射極通過第32電阻R32連接電源電壓的正極；第 25晶體管V25的集電極連接第8穩(wěn)壓管W8的陰極端，其發(fā)射極通過第31電阻R31連接電 源電壓的負極，其基極連接第23晶體管V23的基極和集電極以及第22晶體管V22的集電 極，第23晶體管V23的發(fā)射極通過第33電阻R33連接電源電壓的負極；第21、22晶體管 的基極分別連接第一互補管V5、V6的集電極，第21、22晶體管的發(fā)射極分別通過第35電阻 R35、第36電阻R36連接電源電壓的負極、正極。
3.根據(jù)權利要求1.的換導式同步偏置電壓功率放大器，其特征包括所述第一穩(wěn)壓偏 置電路，由電阻R22、R23和穩(wěn)壓管W3組成；其中一端連接電源電壓正極的第23電阻R23其 另一端連接第3穩(wěn)壓管W3的陽極，一端連接電源電壓負極的第22電阻R22其另一端連接 第3穩(wěn)壓管W3的陰極，穩(wěn)壓輸出端為穩(wěn)壓管W3的陽極、陰極端。
4.根據(jù)權利要求1.的換導式同步偏置電壓功率放大器，其特征包括所述第二穩(wěn)壓偏 置電路，由晶體管VlO和電阻R24、R25、R26、R27以及電容Cl組成；其中第27電阻R27的一 端連接第3穩(wěn)壓管W3的陽極，另端連接第沈電阻R26的一端和第10晶體管VlO的集電極 以及第1電容Cl的正極；第M電阻R24的一端連接第3穩(wěn)壓管W3的陰極，另一端連接第 25電阻R25的一端和第10晶體管VlO的發(fā)射極以及第1電容Cl的負極；第25電阻R25、 第沈電阻R26的另一端互連并且連接第10晶體管VlO的基極。
5.根據(jù)權利要求1.的換導式同步偏置電壓功率放大器，其特征包括所述第一互補管 靜態(tài)基極電位電阻方陣固定電路，由晶體管V8、V9和穩(wěn)壓管Wl、W2以及電阻Rl 1、Rl2、Rl3、 R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21組成；其中第2穩(wěn)壓管W2的陽極端連接第1電容Cl 的正極和第21電阻R21的一端，第2穩(wěn)壓管W2的陰極端連接第18電阻R18的一端并通過 第19電阻R19連接第9晶體管V9的基極，第9晶體管的發(fā)射極連接第21電阻R21的另一端，集電極連接第12電阻R12、第14電阻R14、第16電阻R16的一端以及第7晶體管V7的 集電極；第1穩(wěn)壓管Wl的陰極端連接第1電容Cl的負極和第20電阻R20的一端，第1穩(wěn)壓管 Wl的陽極端連接第18電阻R18的另一端并通過第17電阻R17連接第8晶體管V8的基 極，第8晶體管的發(fā)射極連接第20電阻R20的另一端，集電極連接第11電阻R11、第13電 阻R13、第15電阻R15的一端以及第7晶體管V7的發(fā)射極 ’第11電阻R11、第12電阻R12 的另一端互連并連接第5晶體管V5的基極，第13電阻R13、第14電阻R14的另一端互連并 連接第6晶體管V6的基極，第15電阻R15、第16電阻R16的另一端互連并連接第7晶體管 V7的基極。
專利摘要本實用新型所屬的技術領域為音頻功率放大電路，涉及一種換導式同步偏置電壓功率放大器，其包括第一穩(wěn)壓偏置電路，第一穩(wěn)壓同步偏置電壓電路，第二穩(wěn)壓偏置電路，第一互補管靜態(tài)基極電位電阻方陣固定電路，啟動電阻R1和電感L以及第一互補管和第二互補管，高精度等值電阻第8電阻R8、第7電阻R7；本申請是在本人前期專利技術申請?zhí)枮?00910046796.3(或者200910003635.6)基礎上的一種結構改進，改進的有益效果是通過設置第一互補管靜態(tài)基極電位電阻方陣固定電路，消除了背景專利申請中存在的電路接通電源時有沖擊電流出現(xiàn)的問題；又通過設置了第一穩(wěn)壓同步偏置電壓電路，使本申請電路能適應在大電壓大功率的功率放大器中運用。
文檔編號H03F3/20GK201910770SQ20102068832
公開日2011年7月27日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權日2010年12月23日
發(fā)明者施少俊 申請人:施少俊