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國外汽車(chē)音響的設計原理

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國外汽車(chē)音響的設計原理

最近,國內電子報刊紛紛刊出汽車(chē)音響升級的報道,表明有車(chē)一族對此并不滿(mǎn)足,于是很想了解國外最新汽車(chē)音響動(dòng)向。為此,籍此文向有車(chē)一族中的音響發(fā)燒友介紹。國內市場(chǎng)上,盡管汽車(chē)音響節目源有所擴展,從單一的收音,磁帶兩用機發(fā)展到加入單碟或自動(dòng)換片的多碟CD機,但對小汽車(chē)音響功放來(lái)說(shuō)卻基本變化不大,仍為以收音機,磁帶機和CD機組成的一體化音響。此類(lèi)一體化音響,無(wú)論生產(chǎn)商標出2*35W還是200W+200W,其實(shí)仍為早期的雙聲道功放,其每聲道真正輸出有效功率不會(huì )大于20W,普通產(chǎn)品不會(huì )超過(guò)2*6W。目前國外汽車(chē)音響現狀有以下特點(diǎn)。轉速計 | 可燃氣體檢測儀 | 電表 | 沼氣檢測儀 | 溫濕度儀 | 溫濕度記錄儀 | 萬(wàn)能鉗 | 電容表 | 照度計 | 粘度計 | 氣體分析儀 | 示波器 | 傳感器 | 壓力計 | 毒性氣體 | 水份儀 

DC變換器重出江湖 

  開(kāi)關(guān)電源無(wú)論采取PWM還是PCM,其能量輸出是由脈沖變壓器電磁轉換形成的,開(kāi)關(guān)管導通時(shí),向脈沖變壓器存儲磁能,開(kāi)關(guān)管截止時(shí),磁能轉換成電能,向負載提供電壓。 即使負載電流瞬間增大使輸出電壓下降,穩壓控制系統也只能控制開(kāi)關(guān)管在下一個(gè)導通周期延長(cháng)導通時(shí)間,待開(kāi)關(guān)管載止后,輸出電壓上升,以圖補償負載電流增大的影響。但是,音樂(lè )的波動(dòng)是千變萬(wàn)化的,有時(shí)大幅度的沖出信號只是瞬間的事,若信號沖擊到來(lái)時(shí),開(kāi)關(guān)電源不能及時(shí)提供大電流,輸出電壓必然形成隨大信號下降的波形,使信號上沖受限,產(chǎn)生波形失真,等沖擊信號過(guò)后,PWM電路才輸出信號上升,開(kāi)關(guān)電源再降低其輸出電壓,以使其輸出電壓穩定?上,這一切為時(shí)已晚,在此過(guò)程中輸出信號難免失真,同時(shí)也增大了電源紋波脈沖,使放大器的噪聲增大。
  直流變換器則不同,變換器的開(kāi)關(guān)管始終以設定的脈寬工作,只要開(kāi)關(guān)管有足夠的開(kāi)關(guān)電流,它能隨時(shí)提供其額定功率以?xún)鹊碾妷。從此點(diǎn)來(lái)說(shuō),直流變換器和變壓器整流電源沒(méi)有區別,而且直流變換器的內阻更低,對瞬間大電流的適應性更強。實(shí)際上變換器是不用穩壓系統的開(kāi)關(guān)電路,任何開(kāi)關(guān)電源除去脈沖調制,取樣誤差放大部分實(shí)質(zhì)即為直流變換器。
  根據上述原理,上世紀末,歐洲開(kāi)始在轎車(chē)音響上配置直流變換器,與汽車(chē)功放配套。1980年,德國生產(chǎn)的Monacor HPB150汽車(chē)功放,配備了12V與±25V直流變換器,輸出最大電流可達10到15A,使功放有效輸出功率可達2X40W,或BTL接法,使輸出功率為150W。另一名為“Jensen”的汽車(chē)功放所配用的變換器,則可將12V電壓變換成雙電源±30V/15A的輸出可以向四聲道的放大器供電,輸出4*60W的有效功率其中“Monacor HPB150為最早的產(chǎn)品,其功放變換器采用分立元件組裝成自激推挽式變換器,共采用13只三極管,電路較復雜,裝調也不方便。此外,由于自激式振蕩電路其工作頻率隨負載電流變化,脈沖干擾抑制也比較困難。

  Jensen功率變換器,則采用傳統開(kāi)關(guān)電源它激式驅動(dòng)器驅動(dòng)四只MOS FET開(kāi)關(guān)管組成的并聯(lián)推挽電路,其功放變換器電路如附圖所示。該汽車(chē)功放中利用MOS FET管作為開(kāi)關(guān)管,可以提高電源變壓器的工作效率,有利于抑制脈沖干擾,同時(shí)還可以減小電源變壓器的體積。變換器的振蕩器和控制系統全部集成在IC(TL494)內部。TL494原設計為它激式開(kāi)關(guān)電源驅動(dòng)控制器,內部除含有振蕩器,脈寬調制器以外,還有基準電壓穩壓電路,死區時(shí)間控制電路和兩組比較器組成的誤差檢測電路。TL494在該電路中構成它激式變換器,只利用了其振蕩器和驅動(dòng)電路,用作驅動(dòng)開(kāi)關(guān)管的脈沖信號源,因而與常規用法有所不用。在該電路中,TL494第5,6腳外接時(shí)間常數電路(C3,R5),振蕩器產(chǎn)生80kHZ的脈沖信號,經(jīng)TL494內部雙穩態(tài)觸發(fā)器控制,變成兩路時(shí)序不同的驅動(dòng)脈沖,驅動(dòng)兩組驅動(dòng)放大器。TL494內部?jì)山M驅動(dòng)級,由第9,10腳輸出時(shí)序不同的正向脈沖。為了避免在兩路脈沖交替處推挽開(kāi)關(guān)管VT3,VT5和VT2,VT4同時(shí)導通,TL494的第四腳外接R6,C2,R4設定死區時(shí)間 。一組驅動(dòng)脈沖使推挽電路一臂導通后,相隔一死區時(shí)間,才發(fā)出另一組驅動(dòng)脈沖,使另一臂導通(第四腳電壓越高,死區時(shí)間越長(cháng))。TL494第1,2腳為兩組取樣放大器的同相和反相輸入端,可控制內部比較器組成的脈寬調制器設定的占空比。在該變換器中,TL494各腳功能及應用如下: 
  第2腳為第一組誤差放大器的同相輸入端。由R7接入5V基準電壓。當第2腳輸出高電平時(shí),誤差放大器輸出端(第3腳)輸出恒定的低電平,該電平在TL494內部控制比較器組成的PWM調制器,輸出最大脈寬45%,其余5%作死區時(shí)間。 另外,第2腳外接C4為軟起動(dòng)電容,開(kāi)機瞬間C4充電使第2腳瞬間為低電平,誤差放大器輸出高電平,隨著(zhù)C4充電電壓升高,第2腳電壓升高,第3腳電壓降低,使PWM比較器輸出脈寬緩增大到額定脈寬,避免開(kāi)機沖擊電流損壞開(kāi)關(guān)管。
  第3腳為誤差放大器輸出端,外接R3,C1為避免誤差放大器振蕩而設。 
  第4腳為死區時(shí)間控制端,通過(guò)R6,R4從5V基準電壓分壓得到0.05V死區時(shí)間控制電壓,使兩組驅動(dòng)脈沖之間有占脈寬5%的間隙。第4腳電平達到0.3V時(shí),驅動(dòng)脈沖被關(guān)斷。
  第5,6腳為振蕩頻率控制端,外接R5,C3設定振蕩器產(chǎn)生約80KHZ的振蕩脈沖,徽調R5可使振蕩頻率為100KHZ。C3,R5與振蕩頻率的關(guān)系為:f(kHZ)=1.2/R(kΩ).C(μF)。
  第7腳為公共地端。
發(fā)布人:2012/8/11 11:08:00728 發(fā)布時(shí)間:2012/8/11 11:08:00 此新聞已被瀏覽:728次