筆者用絕緣柵VMOS大功率場效應管IRF250制作純甲類功率放大器。這類管子在音響界里是冷僻管,不大受人喜歡。該類管通常用于開關電源中,由于該類管高頻區線性好、開關速度快、輸出電流大、耐壓高,讓筆者很感興趣,把它用于音頻放大器中作功率輸出管,在甲類輸出狀態下,聲音極具"膽"味。該管的價位低廉,拆機品2元/只,便宜好找,適合工薪族發燒(IRF250電流30A,耐壓220V,導通電阻0.85Ω,功率150W,IRF240電流40A耐壓180V,導通電阻0.55Ω,功率150W),何樂而不為?
一、場效應管與電子管的原理比較有相似之處
場效應管與電子管的原理相比較如圖1所示。場效應管的源極供應電子,相當于電子管的陰極,漏極泄漏電子,相當于電子管的屏極(陽極),柵極是控制電子流的大小,和電子管的柵極作用完全一樣,都是通過柵極"G"來輸入控制,開大或開小電流從漏極流向源極(電子管是陽極流向陰極)。它們都屬于電壓控制器件。
二、VMOS管的缺點與制作中的克服
對于電源開關管IRF250、IRF240而言,確與音頻名管中的K135、J49等有差異,使眾多的發燒友不大喜歡用這類管子。筆者認為其成了冷僻管的原因有兩點,一是開啟電壓的差異,IRF250達到3V~5V不等,給推動級增加了極大的負擔。二是該管的一致性差,不好配對,N溝道和P溝道的異極型就更難配對了。
音頻CMOS管在0.2V~1.5V的范圍就能開啟,并進入良好的線性工作區,對推動級的驅動能力要求低,且一致性好,容易配對。因此用IRF250給制作帶來一定難度,工作中有時一部分管子已到甲類狀態,而另一部分管子還在乙類狀態,甚至有的工作在開啟與夾斷之間,劣化了音質。
針對IRF250這類管子的特點,筆者認為可以避開它的缺點,挖掘它潛在的優點,如高耐壓、大電流和好的高頻放大線性等。
實際制作中,應將電路的重點放在推動級上,只要推動級能輸出驅動末端場效應管所需的開啟電壓3V~5V,也就克服了上述的一大難點。另一個是對差分電壓放大管和中功率驅動管的配對誤差要在2%的范圍內(用數字表配對),每聲道只用一對輸出管,就不存在配對難的問題。IRF250管子的功率本身就大,沒有必要采用多管并聯。每聲道使用一對輸出管,純甲類最大不失真輸出功率在60W~100W,能勝任大多數家庭的使用要求。
三、線路的選擇和改進
筆者選用的是日本雅馬哈(YAMAHA)功放的線路,把輸出級進行了改造而成(見圖2)。IRF250這類管子都是同極型N溝道,因為沒有與之功率、耐壓、柵偏壓值相近的異極型P溝道管子,所以對同極型的管子采用準互補推挽輸出。
四、器件的選擇要求
三極管的選擇要求BG1和BG2、BG3和BG4、BG6和BG7的配對誤差在2%以內,BG9和BG10的配對誤差在5%之內,其余照圖選擇就行。中功率驅動管功率要求在20W以上(大功率管更好),才能滿足驅動輸出3V~5V的電壓,這時末端管子的柵壓差異在2V~5V。驅動管也工作在10mA~40mA的甲類,發熱較高,要求加裝散熱器。C1、C3、C7用聚丙烯電容,C2用鉭電容,電阻按圖上要求即可。
電源變壓器應在500W左右,筆者用的是630W的C型鐵芯,按圖4的電壓參考自制。?
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機殼用1.5mm厚的鋁板,制作成
400mm×340mm×115mm的底座,面板厚5mm,也可用舊機殼改制。
五、整機的調試
1.通電前應先檢查電路各焊點及所有連接線是否正確,整流電源的正負電壓是否對稱。
2.先不接末端場效應管,通電測量R14與R15的中點是否為0V,待正確后再接入輸出場效應管,慢慢微調R9使輸出中點為0V。一般相隔15分鐘有一次變化,要多次調節,該電阻或可調電阻的功率不能小于1/2W(盡量大些),小了易在裝機后產生漂移不穩定。
3.用數字表毫伏擋檢測輸出源極電阻0.22Ω兩端壓降,再慢慢微調W2,使0.22Ω電阻兩端壓降在100mV,兩個驅動管的基極AB端的壓降在7V~10.5V不等,使輸出管的靜態電流在1A~1.5A左右,進入純甲類狀態,發熱很利害,要求鋁材散熱器重量每聲道不小于2.5kg(從這個角度看。石機的耗龜不比膽機小.特別是在甲類大功率情況下.有時還要超過膽機--編者)。W2要用小型多觸點的精密微調電位器,以免有跳動或者懸空,損壞輸出管。
4.喇叭保護器的調節應按圖3設定。因為大于1.5V會燒喇叭,小于1.2V又會頻繁地保護而產生不穩定,所以把它設定在1.4V左右為宜。
具體調校法:用1.5V和1.2V電池各一節,第一步將兩節電池負極接地,正極分別碰觸ROUT、LOUT兩端,正DC電壓經過R22和R23給BG15基極建立電位導通ec腳,使BG16的基極被拉下為0V截止,致使BG17截止,繼電器失電跳開切斷揚聲器。第二步將兩節電池正極接地,負極分別碰觸ROUT、LOUT兩端。當負DC電壓經過R22和R23給BG13的be腳建立起電位并導通ec腳,使BG14基極建立電位導通,同理,又使BG16和BG17截止,也使繼電器跳開切斷揚聲器,達到保護的目的,調節R23將動作電壓調整到正負1.5V和1.2V均動作為止。
該功放聲音十分甜潤,彈跳力度好,低音威猛強勁,高音細膩。發燒友們自己去動手感受吧!
一、場效應管與電子管的原理比較有相似之處
場效應管與電子管的原理相比較如圖1所示。場效應管的源極供應電子,相當于電子管的陰極,漏極泄漏電子,相當于電子管的屏極(陽極),柵極是控制電子流的大小,和電子管的柵極作用完全一樣,都是通過柵極"G"來輸入控制,開大或開小電流從漏極流向源極(電子管是陽極流向陰極)。它們都屬于電壓控制器件。
二、VMOS管的缺點與制作中的克服
對于電源開關管IRF250、IRF240而言,確與音頻名管中的K135、J49等有差異,使眾多的發燒友不大喜歡用這類管子。筆者認為其成了冷僻管的原因有兩點,一是開啟電壓的差異,IRF250達到3V~5V不等,給推動級增加了極大的負擔。二是該管的一致性差,不好配對,N溝道和P溝道的異極型就更難配對了。
音頻CMOS管在0.2V~1.5V的范圍就能開啟,并進入良好的線性工作區,對推動級的驅動能力要求低,且一致性好,容易配對。因此用IRF250給制作帶來一定難度,工作中有時一部分管子已到甲類狀態,而另一部分管子還在乙類狀態,甚至有的工作在開啟與夾斷之間,劣化了音質。
針對IRF250這類管子的特點,筆者認為可以避開它的缺點,挖掘它潛在的優點,如高耐壓、大電流和好的高頻放大線性等。
實際制作中,應將電路的重點放在推動級上,只要推動級能輸出驅動末端場效應管所需的開啟電壓3V~5V,也就克服了上述的一大難點。另一個是對差分電壓放大管和中功率驅動管的配對誤差要在2%的范圍內(用數字表配對),每聲道只用一對輸出管,就不存在配對難的問題。IRF250管子的功率本身就大,沒有必要采用多管并聯。每聲道使用一對輸出管,純甲類最大不失真輸出功率在60W~100W,能勝任大多數家庭的使用要求。
三、線路的選擇和改進
筆者選用的是日本雅馬哈(YAMAHA)功放的線路,把輸出級進行了改造而成(見圖2)。IRF250這類管子都是同極型N溝道,因為沒有與之功率、耐壓、柵偏壓值相近的異極型P溝道管子,所以對同極型的管子采用準互補推挽輸出。
四、器件的選擇要求
三極管的選擇要求BG1和BG2、BG3和BG4、BG6和BG7的配對誤差在2%以內,BG9和BG10的配對誤差在5%之內,其余照圖選擇就行。中功率驅動管功率要求在20W以上(大功率管更好),才能滿足驅動輸出3V~5V的電壓,這時末端管子的柵壓差異在2V~5V。驅動管也工作在10mA~40mA的甲類,發熱較高,要求加裝散熱器。C1、C3、C7用聚丙烯電容,C2用鉭電容,電阻按圖上要求即可。
電源變壓器應在500W左右,筆者用的是630W的C型鐵芯,按圖4的電壓參考自制。?
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機殼用1.5mm厚的鋁板,制作成
400mm×340mm×115mm的底座,面板厚5mm,也可用舊機殼改制。
五、整機的調試
1.通電前應先檢查電路各焊點及所有連接線是否正確,整流電源的正負電壓是否對稱。
2.先不接末端場效應管,通電測量R14與R15的中點是否為0V,待正確后再接入輸出場效應管,慢慢微調R9使輸出中點為0V。一般相隔15分鐘有一次變化,要多次調節,該電阻或可調電阻的功率不能小于1/2W(盡量大些),小了易在裝機后產生漂移不穩定。
3.用數字表毫伏擋檢測輸出源極電阻0.22Ω兩端壓降,再慢慢微調W2,使0.22Ω電阻兩端壓降在100mV,兩個驅動管的基極AB端的壓降在7V~10.5V不等,使輸出管的靜態電流在1A~1.5A左右,進入純甲類狀態,發熱很利害,要求鋁材散熱器重量每聲道不小于2.5kg(從這個角度看。石機的耗龜不比膽機小.特別是在甲類大功率情況下.有時還要超過膽機--編者)。W2要用小型多觸點的精密微調電位器,以免有跳動或者懸空,損壞輸出管。
4.喇叭保護器的調節應按圖3設定。因為大于1.5V會燒喇叭,小于1.2V又會頻繁地保護而產生不穩定,所以把它設定在1.4V左右為宜。
具體調校法:用1.5V和1.2V電池各一節,第一步將兩節電池負極接地,正極分別碰觸ROUT、LOUT兩端,正DC電壓經過R22和R23給BG15基極建立電位導通ec腳,使BG16的基極被拉下為0V截止,致使BG17截止,繼電器失電跳開切斷揚聲器。第二步將兩節電池正極接地,負極分別碰觸ROUT、LOUT兩端。當負DC電壓經過R22和R23給BG13的be腳建立起電位并導通ec腳,使BG14基極建立電位導通,同理,又使BG16和BG17截止,也使繼電器跳開切斷揚聲器,達到保護的目的,調節R23將動作電壓調整到正負1.5V和1.2V均動作為止。
該功放聲音十分甜潤,彈跳力度好,低音威猛強勁,高音細膩。發燒友們自己去動手感受吧!
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