CN201075835Y - 新型音频功放电源 - Google Patents

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李斌
苗照彬
陈伟
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Chengdu Spaceon Electronics Co Ltd
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CHENGDU TIAN'AO ELECTRONIC Co Ltd
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Abstract

新型音频功放电源涉及音频功放领域。ENC滤波器，一次整流，有源功率因素校正器，DC/DC变换，二次整流、滤波以及占空比控制器构成。有源功率因素校正器连接在一次整流与DC/DC变换之间，DC/DC变换的输出端连接二次整流、滤波，直流信号再输出到负载，占空比控制器直接对DC/DC变换进行控制。本电源不设复杂的比较控制环路，而用有源功率因素校正器控制电压，同时占空比控制输出固定最大脉宽，DC/DC变换不对输出电压作任何调整。具有利于软开关技术，实现高效率、大功率、低电磁干扰，低电网污染；简化电路，降低设计、生产难度，降低成本；产品体积小、重量轻，充分满足小型化要求的优点。

Description

新型音频功放电源
所属技术领域
本实用新型涉及音频功率放大器领域，尤其是音频功率放大器的电源。
背景技术
电源是音频功率放大器(简称功放)特别是大功率专业功放的重要组成部分。传统电源虽制作简单，但体积大、笨重、功率因素差、电网污染大、源效应和负载效应差、成本高，已逐渐被淘汰。开关电源作为换代产品，具有体积小、重量轻、源效应和负载效应好的优点，还能减小对电网的污染。缺点是需要有比较控制回路，将信号与基准电压比较并不断修正，因而制作复杂、成本高。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种体积小、制作简单，性能好、可靠性高，成本低廉的音频功放电源，该电源能将对电网的污染降到最低。
本实用新型的目的是这样达到的：
一种新型音频功放电源，其特征在于：功放电源由ENC滤波器，一次整流，有源功率因素校正器，DC/DC变换，二次整流、滤波以及占空比控制器构成。所述有源功率因素校正器连接在一次整流与DC/DC变换之间，一次整流的输出端连接有源因素校正器的输入端，有源因素校正器的输出端连接DC/DC变换，DC/DC变换的输出端连接二次整流、直流信号再输出到负载；占空比控制器直接对DC/DC变换进行控制。
所述有源功率因素校正器是由控制芯片、功率开关管以及驱动器、桥式电路构成的功率因素控制电路。
所述占空比控制器是由控制芯片、开关脉冲输出构成的固定占空比开关脉冲控制电路。
所述DC/DC变换是由驱动器、开关桥、高频脉冲变压器组成的控制电路。
本实用新型具有的优点是：
由于采用固定脉宽，非常有利于采用软开关技术，实现高效率、大功率、低电磁干扰的高性能开关电源，对电网的污染降到最低；简化电路，降低设计、生产难度，降低成本；产品体积小、重量轻，充分满足小型化的要求。
附图说明
图1是本实用新型的结构图。
图2是有源功率因数校正器的电路图。图中，N1为有源功率因素校正器的控制芯片，N2为驱动器，Vpk是功率开关管，Lp为有源功率因素校正线圈。
图3是占空比控制器的电路图。图中，U1是脉宽控制芯片，OutputA、OutputB为固定占空比开关脉冲输出。
图4是DC/DC变换和二次整流、滤波的电路图。G4PC50UD是驱动器功率开关管。
具体实施方式
附图给出了本实用新型的一个实施例。
参见附图。
本实用新型充分利用音频开关电源的在空载和满载时电压波动大，对源效应和负载效应要求低的特点，不用复杂的控制环路，而用有源功率因素校正器控制电压，同时占空比控制输出固定最大脉宽，DC/DC变换不对输出电压作任何调整，输出电压与送入电压成严格比例关系，从而达到满意的效果。
交流电网输入90至260伏，50/60赫兹交流，在电源的输入端口首先是输入EMC滤波器，该滤波器为通用的电源滤波器，目的是消除开关电源和电网之间的相互干扰。EMC滤波器的输出接一次整流，一次整流采用整流桥将电网送入的交流电转换为脉动直流，俗称馒头波。脉动直流送到有源功率因素校正。
有源功率因素校正主要实现两方面的功能，一方面通过环路控制，使输入电流跟踪输入电压的变化，使得整个开关电源对电网呈现一个接近纯阻型负载特性，从而改善功率因素，提高电网电能利用率、避免高次谐波对电网的污染。另一方面的功能是将脉动直流变为稳定的直流输出。输入90至260伏，50/60赫兹范围内的任意电压，有源功率因素校正的输出都将是一固定直流输出，如380伏。因此，有源功率因素校正有较好的稳压作用。在本实施例中，N1为控制芯片，采用UC3854A/B。该芯片在输出取样电压，输入参考电流，输入参考电压，输入取样电流的控制下输出脉冲宽度调制信号。N2为驱动器4427，将N1输出的脉冲宽度调制信号放大，驱动功率开关管Vpk。功率开关管Vpk采用G44PC50UD。Lp为有源功率因素校正线圈，Vp1，Vp2为高频整流二极管。Cpo为输出滤波电容。Vpo+与Vpo-的端电压为有源功率因素校正的输出电压。有源功率因素校正主要是通过脉冲宽度调制信号控制功率开关管Vpk的导通与关闭，来实现功率因素校正，同时稳定Vpo+与Vpo-的端电压。
占空比控制器的输出开关脉冲用于控制DC/DC变换器。为了避免DC/DC变换器同一开关桥臂的两只开关管同时导通，须在开关脉冲上***死区时间td。图中，tON为导通时间，tOFF为导通关闭时间，在本发明中开关脉冲的占空比满足：td+tON＝tOFF，输出开关脉冲为最大占空比输出。本例中脉宽控制器选择SG3525控制芯片。OutputA、OutputB为固定占空比开关脉冲输出。该电路没有反馈信号。
DC/DC变换器由驱动器、开关桥、高频脉冲变压器等组成。驱动器将占空比控制器送来的开关脉冲信号转换为开关桥驱动信号；开关桥在驱动信号的控制下将功率因素校正输出的直流变为高频交流方波；高频脉冲变压器对开关桥输出的高频交流方波进行电压变换和电气隔离。二次整流、滤波由快恢复整流二极管和高频滤波电容组成。二次整流是对高频脉冲变压器输出的高频交流方波进行整流，整流输出由高频滤波电容滤波，最终输出稳定直流。
本实施例中，占空比控制器送出的开关脉冲信号OutputA、OutputB送到驱动器TLP250，驱动功率开关管G4PC50UD，开关管高频脉冲信号经高频变压器T1变压隔离后送到由4只RURG3060构成的二次整流桥，整流桥输出信号经滤波电容C3，C5，滤除高频信号，输出直流电源。

Claims (4)

1.一种新型音频功放电源，其特征在于：功放电源由ENC滤波器，一次整流，有源功率因素校正器，DC/DC变换，二次整流、滤波以及占空比控制器构成，所述有源功率因素校正器连接在一次整流与DC/DC变换之间，一次整流的输出端连接有源因素校正器的输入端，有源因素校正器的输出端连接DC/DC变换，DC/DC变换的输出端连接二次整流、直流信号再输出到负载，占空比控制器直接对DC/DC变换进行控制。
2.如权利要求1所述的功放电源，其特征在于：所述有源功率因素校正器是由控制芯片、功率开关管以及驱动器、桥式电路构成的功率因素控制电路。
3.如权利要求1所述的功放电源，其特征在于；所述占空比控制器是由控制芯片、开关脉冲输出构成的固定占空比开关脉冲控制电路。
4.如权利要求1所述的功放电源，其特征在于；所述DC/DC变换是由驱动器、开关桥、高频脉冲变压器组成的控制电路。
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