國外汽車音響的設(shè)計原理
最近,國內(nèi)電子報刊紛紛刊出汽車音響升級的報道,表明有車一族對此并不滿足,于是很想了解國外最新汽車音響動向。為此,籍此文向有車一族中的音響發(fā)燒友介紹。國內(nèi)市場上,盡管汽車音響節(jié)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換片的多碟CD機,但對小汽車音響功放來說卻基本變化不大,仍為以收音機,磁帶機和CD機組成的一體化音響。此類一體化音響,無論生產(chǎn)商標出2*35W還是200W+200W,其實仍為早期的雙聲道功放,其每聲道真正輸出有效功率不會大于20W,普通產(chǎn)品不會超過2*6W。目前國外汽車音響現(xiàn)狀有以下特點。
DC變換器重出江湖
直流變換器則不同,變換器的開關(guān)管始終以設(shè)定的脈寬工作,只要開關(guān)管有足夠的開關(guān)電流,它能隨時提供其額定功率以內(nèi)的電壓。從此點來說,直流變換器和變壓器整流電源沒有區(qū)別,而且直流變換器的內(nèi)阻更低,對瞬間大電流的適應性更強。實際上變換器是不用穩(wěn)壓系統(tǒng)的開關(guān)電路,任何開關(guān)電源除去脈沖調(diào)制,取樣誤差放大部分實質(zhì)即為直流變換器。
根據(jù)上述原理,上世紀末,歐洲開始在轎車音響上配置直流變換器,與汽車功放配套。1980年,德國生產(chǎn)的Monacor HPB150汽車功放,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(diào)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(tǒng)開關(guān)電源它激式驅(qū)動器驅(qū)動四只MOS FET開關(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。該汽車功放中利用MOS FET管作為開關(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(tǒng)全部集成在IC(TL494)內(nèi)部。TL494原設(shè)計為它激式開關(guān)電源驅(qū)動控制器,內(nèi)部除含有振蕩器,脈寬調(diào)制器以外,還有基準電壓穩(wěn)壓電路,死區(qū)時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(gòu)成它激式變換器,只利用了其振蕩器和驅(qū)動電路,用作驅(qū)動開關(guān)管的脈沖信號源,因而與常規(guī)用法有所不用。在該電路中,TL494第5,6腳外接時間常數(shù)電路(C3,R5),振蕩器產(chǎn)生80kHZ的脈沖信號,經(jīng)TL494內(nèi)部雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器控制,變成兩路時序不同的驅(qū)動脈沖,驅(qū)動兩組驅(qū)動放大器。TL494內(nèi)部兩組驅(qū)動級,由第9,10腳輸出時序不同的正向脈沖。為了避免在兩路脈沖交替處推挽開關(guān)管VT3,VT5和VT2,VT4同時導通,TL494的第四腳外接R6,C2,R4設(shè)定死區(qū)時間 。一組驅(qū)動脈沖使推挽電路一臂導通后,相隔一死區(qū)時間,才發(fā)出另一組驅(qū)動脈沖,使另一臂導通(第四腳電壓越高,死區(qū)時間越長)。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(nèi)部比較器組成的脈寬調(diào)制器設(shè)定的占空比。在該變換器中,TL494各腳功能及應用如下:
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(shè)。
第4腳為死區(qū)時間控制端,通過R6,R4從5V基準電壓分壓得到0.05V死區(qū)時間控制電壓,使兩組驅(qū)動脈沖之間有占脈寬5%的間隙。第4腳電平達到0.3V時,驅(qū)動脈沖被關(guān)斷。
第5,6腳為振蕩頻率控制端,外接R5,C3設(shè)定振蕩器產(chǎn)生約80KHZ的振蕩脈沖,徽調(diào)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。