採用SAP15N/P音響對管的甲類功率放大器

甲類電晶體功率放大器，音色溫暖甜美，使人傾心。但甲類功放溫升較高，如採用普通的雙極性電晶體，則溫度穩定性較差，調試困難，使用中也讓人擔心。本文介紹輸出級採用三肯產品SAP15N/P音響對管的甲類功放。SAP15N/P輸出電流15A，耐壓160V，功率150W，結溫150℃。該電晶體內置溫度補償二極體陣列，解決了功放電路中溫度補償延遲的技術難題，它的溫度補償二極體置於電晶體晶片的中心部位，能夠快速同步地檢測電晶體溫度的變化，並對偏置電流進行修正，使之保持恆定。普通雙極性電晶體製作的甲類功率放大器，因溫度變化，放大器進入穩定的時間較長，往往通電半個小時後才能夠穩定下來，而且隨著氣溫的不同，偏置電流也會隨著變化。實際使用中，也要煲機半個小時後才能聽到真正甲類的音色。而採用SAP15N/P對管，由於它內部溫升和補償的一致，放大器通電幾分鐘後，就進入穩定狀態，其效率高，工作穩定、安全。因此，可以說SAP15N/P對管是甲類功率放大器的最佳拍檔。除此之外，SAP15N/P還具有工作線性好、飽和壓降小、電源利用率高等諸多優點。SAP15N/P除溫度補償二極體外，內部還自帶末前級推動電晶體和射極0.22Ω電阻，具有很高的性價比。圖1是SAP15N/P的外形圖及內部電氣原理圖。它有5根引腳。在它的NPN側內部有一個PN結二極體，PNP側內部有五個肖特基二極體起溫度補償作用。使用時，在NPN管的二極體和PNP管的肖特基二極體之間加一個可變電阻，以調節空載電流。

圖1

圖2

工作原理

　　圖2示出了採用甲類單聲道設計的功放電路。該功放具有溫度檢測和保護功能，還具有直流中點伺服等特點。其輸入級採用了由場效應孿生管V1/V2(K389/J109)和電晶體V3～V6構成的共源－共基電路，該電路高頻失真小，動態範圍大，信噪比高。在第二級電壓放大級中，V15、V16構成雙級推挽級聯電路，V15/V7和V16/V8分別構成理想的電流源，電流放大分別由V7、V8完成，電壓放大由V15/V16完成。揚聲器保護電路採用東芝揚聲器保護集成電路TA7317(IC3)，其中VD6是關機靜噪電源檢測，接變壓器交流端。V12和VD8構成繼電器工作電源。場效應集成雙運放IC1(LF353)中的IC1A進行直流中點伺服以穩定中點電位；IC1B與V13、溫度檢測開關SW2以及光電耦合器IC2組成溫度檢測和保護動作電路。溫度開關觸點為常閉觸點，動作溫度90℃，使用時用螺絲固定在散熱器上檢測溫度。正常情況下，溫度開關SW3的觸點閉合，IC1B的⑤腳電壓高於⑥腳，⑦腳輸出高電平，V13導通，其集電極呈低電平，光電耦合器IC2無電流通過；當散熱器溫度到達90℃時，SW3斷開，IC1B的⑤腳電壓低於⑥腳電壓，⑦腳輸出低電平，V13截止，其集電極呈高電平，電流流經IC2的①、②端，致使③、④端導通，這時電阻R51對激勵信號進行分流，從而減小末級的靜態電流，工作狀態由甲類改為甲乙類，進而降低電晶體的工作溫度，確保其安全。IC1和VD7還組成自保持電路，當溫度保護電路動作以後就將IC1B的⑤腳的比較電壓鉗制在低電平，使功放保持甲乙類工作狀態。溫度保護動作以後，關機後再開機自動恢復甲類工作狀態。SW1是甲類或甲乙類工作方式手動選擇開關，可以人為事先設定，SW1閉合是甲類放大，SW1斷開是甲乙類放大。發光二極體LED亮時，指示功放工作於甲乙類狀態。甲類功率放大器溫度較高，有了溫度檢測和保護，就不會有「天有不測風雲」之憂。另外，開關SW3可對末級是否採用大環路負反饋進行選擇。功放激勵級電源由線路板上的±50V電源提供。為節省體積，便於線路板（250×80mm）貼近散熱器一起豎直安裝，末級的整流濾波器件不在功放板上，圖2中就省去了末級電源的電原理圖。

電路調試

　　為取得較大的動態範圍，輸入級輸出電流取2.5mA，調整電位器R1使R8上的電壓降為3V；這時第二級電壓
音響廣場

　甲類電晶體功率放大器，音色溫暖甜美，使人傾心。但甲類功放溫升較高，如採用普通的雙極性電晶體，則溫度穩定性較差，調試困難，使用中也讓人擔心。本文介紹輸出級採用三肯產品SAP15N/P音響對管的甲類功放。SAP15N/P輸出電流15A，耐壓160V，功率150W，結溫150℃。該電晶體內置溫度補償二極體陣列，解決了功放電路中溫度補償延遲的技術難題，它的溫度補償二極體置於電晶體晶片的中心部位，能夠快速同步地檢測電晶體溫度的變化，並對偏置電流進行修正，使之保持恆定。普通雙極性電晶體製作的甲類功率放大器，因溫度變化，放大器進入穩定的時間較長，往往通電半個小時後才能夠穩定下來，而且隨著氣溫的不同，偏置電流也會隨著變化。實際使用中，也要煲機半個小時後才能聽到真正甲類的音色。而採用SAP15N/P對管，由於它內部溫升和補償的一致，放大器通電幾分鐘後，就進入穩定狀態，其效率高，工作穩定、安全。因此，可以說SAP15N/P對管是甲類功率放大器的最佳拍檔。除此之外，SAP15N/P還具有工作線性好、飽和壓降小、電源利用率高等諸多優點。SAP15N/P除溫度補償二極體外，內部還自帶末前級推動電晶體和射極0.22Ω電阻，具有很高的性價比。圖1是SAP15N/P的外形圖及內部電氣原理圖。它有5根引腳。在它的NPN側內部有一個PN結二極體，PNP側內部有五個肖特基二極體起溫度補償作用。使用時，在NPN管的二極體和PNP管的肖特基二極體之間加一個可變電阻，以調節空載電流。

工作原理

　　圖2示出了採用甲類單聲道設計的功放電路。該功放具有溫度檢測和保護功能，還具有直流中點伺服等特點。其輸入級採用了由場效應孿生管V1/V2(K389/J109)和電晶體V3～V6構成的共源－共基電路，該電路高頻失真小，動態範圍大，信噪比高。在第二級電壓放大級中，V15、V16構成雙級推挽級聯電路，V15/V7和V16/V8分別構成理想的電流源，電流放大分別由V7、V8完成，電壓放大由V15/V16完成。揚聲器保護電路採用東芝揚聲器保護集成電路TA7317(IC3)，其中VD6是關機靜噪電源檢測，接變壓器交流端。V12和VD8構成繼電器工作電源。場效應集成雙運放IC1(LF353)中的IC1A進行直流中點伺服以穩定中點電位；IC1B與V13、溫度檢測開關SW2以及光電耦合器IC2組成溫度檢測和保護動作電路。溫度開關觸點為常閉觸點，動作溫度90℃，使用時用螺絲固定在散熱器上檢測溫度。正常情況下，溫度開關SW3的觸點閉合，IC1B的⑤腳電壓高於⑥腳，⑦腳輸出高電平，V13導通，其集電極呈低電平，光電耦合器IC2無電流通過；當散熱器溫度到達90℃時，SW3斷開，IC1B的⑤腳電壓低於⑥腳電壓，⑦腳輸出低電平，V13截止，其集電極呈高電平，電流流經IC2的①、②端，致使③、④端導通，這時電阻R51對激勵信號進行分流，從而減小末級的靜態電流，工作狀態由甲類改為甲乙類，進而降低電晶體的工作溫度，確保其安全。IC1和VD7還組成自保持電路，當溫度保護電路動作以後就將IC1B的⑤腳的比較電壓鉗制在低電平，使功放保持甲乙類工作狀態。溫度保護動作以後，關機後再開機自動恢復甲類工作狀態。SW1是甲類或甲乙類工作方式手動選擇開關，可以人為事先設定，SW1閉合是甲類放大，SW1斷開是甲乙類放大。發光二極體LED亮時，指示功放工作於甲乙類狀態。甲類功率放大器溫度較高，有了溫度檢測和保護，就不會有「天有不測風雲」之憂。另外，開關SW3可對末級是否採用大環路負反饋進行選擇。功放激勵級電源由線路板上的±50V電源提供。為節省體積，便於線路板（250×80mm）貼近散熱器一起豎直安裝，末級的整流濾波器件不在功放板上，圖2中就省去了末級電源的電原理圖。

電路調試

　　為取得較大的動態範圍，輸入級輸出電流取2.5mA，調整電位器R1使R8上的電壓降為3V；這時第二級電壓

音響廣場
　　放大級輸出電流為6mA左右：SAP15N/P要求流過內部二極體的電流為2.5mA，這6mA的電流供兩對SAP15N/P使用（R51、R52有幾百微安的分流）。因流經兩對SAP15N/P對管內部溫度補償二極體電流的分流關係，如單獨調整一邊，會出現「蹺蹺板」現象，調整時，應輪流少量地往上或往下調節靜態電流，不要一次到位，逐漸使兩對功率管的靜態電流趨近一致，每對管電流為800mA，即甲類輸出50W（50W以上為乙類）所需要的電流，或根據自己的情況和散熱器的大小決定靜態電流的大小。甲類靜態電流調好後，斷開SW1，人為設置甲乙類工作方式，這時末級靜態電流應下降，調整分流電阻R51的阻值，以獲得自己所需的甲乙類偏置電流，比如200mA，由每對管100mA分擔。調整完畢，待穩定後，就可實際試聽，甲類功放溫暖的音色大家都有共識，這裡不再渲染，只對不同負反饋的選擇上對聽音作一比較。末級選擇無大環路負反饋，因避免了揚聲器反電動勢對前級的影響，低音聽起來要重一些，很柔，並富有彈性，但中高音細節的清晰度比起有大環路負反饋來，似乎稍遜色一點，不過辨別起來不是很明顯。因此實際使用中，可根據個人的愛好和音樂的不同風格來進行選擇。以筆者之見，低音較豐富的音樂，大動態的音樂，用末級無大環路負反饋方式比較好；弦樂、古典樂、交響樂和獨唱可選用末級大環路負反饋。