DIGMEX AUDIO銳高DCX702大功率專業(yè)功放電路原理分析與故障維修

DIGMEX AUDIO(銳高)DCX702大功率專業(yè)功放整機(jī)電路具體典型性與代表性，市場(chǎng)有一定占有量，特分析供同行參考。
0、前言
DIGMEX AUDIO(銳高)DCX702大功率專業(yè)功放采用H類功放電路，在低功率和高功率輸出時(shí)，功放管分別采用低電壓(±60V)和高電壓(±120V )兩種不同電壓供電，其最大輸出功率為750Wx2。該機(jī)沒(méi)有采用笨重的工頻變壓器，而是采用重量輕效率 高的開(kāi)關(guān)電源，以適用于巡演用途。
1、電路原理分析
1.1音頻信號(hào)電路

從后面板+INPUT、-INPUT端輸入的音頻信號(hào)，分別送給運(yùn)放U1(1/2)的正輸入端3腳和負(fù)輸入端2腳，如圖1所示。從U1(1/2)的1腳輸出單端音頻信號(hào)，送給運(yùn)放U1(2/2)的正輸入端5腳，U1(2/2)的7腳輸出音頻信號(hào)，送給前面板音量電位器。

U1(2/2)負(fù)輸入端6腳和7腳之間的切換開(kāi)關(guān)K2用以改變u1(2/2)的放大倍數(shù)。音量電位器送出的信號(hào)經(jīng)過(guò)模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)K1 (PA單聲道、ST立體聲、BR橋接)轉(zhuǎn)換后，送給運(yùn)放U2(1/2)的正輸入端3腳，經(jīng)過(guò)U2(1/2)緩沖后，通過(guò)C11、R23送給運(yùn)放u2(2/2)負(fù)輸入端6腳，U2(2/2)的7腳輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)功放電路。R31和R23的阻值決定后級(jí)功放電路的增益。
在功放電路中，正半周信號(hào)由Q20、Q19、Q26進(jìn)行電壓放大，Q10、Q8、Q34、Q36、Q39進(jìn)行功率放大;負(fù)半周信號(hào)由Q21、Q22、Q27進(jìn)行電壓放PAD大，Q12、Q29、Q35、Q37、Q40進(jìn)行功率放大?？烧{(diào)電阻VR160用于調(diào)整該級(jí)功放管的偏置電流。因Q10發(fā)射極電壓可反映正半周信號(hào)輸出電流的大小，所以該電壓作為正半周信號(hào)的限流檢測(cè)信號(hào)，加到Q24的b極，然后用Q24的c極電壓控制Q18的導(dǎo)通程度，即改變Q18的c-e極間等效電阻，從而改變加到Q26的b.e極間電壓，最終改變功放管的輸出電流，達(dá)到限制功放管最大輸出電流及功率的目的。同理，Q12發(fā)射極電壓可反映負(fù)半周信號(hào)輸出電流的大小，Q12發(fā)射極電壓越大，加到Q27的b、e極間的電壓就越低。
1.2供電轉(zhuǎn)換電路

相關(guān)電路如圖2所示。

1.2.1正半周信號(hào)的供電轉(zhuǎn)換電路
喇叭輸出信號(hào)E經(jīng)R48、R52送給U4(LM311)的正輸入端2腳，U4的負(fù)輸入端3腳經(jīng)R54接正參考電壓(POSREF)。當(dāng)喇叭輸出信號(hào)增大，使U4的2腳電壓高于3腳電壓時(shí)，U4的7腳輸出高電平，Q30導(dǎo)通，其e極輸出高電平，Q41導(dǎo)通，正半周信號(hào)的功放管由H(+120V)供電。當(dāng)喇叭輸出信號(hào)較小，U4②腳電壓低于③勝電壓時(shí)，U4⑦腳輸出低電平，Q31導(dǎo)通，其e極轉(zhuǎn)出低電平，Q41截止，正半周信號(hào)功放管由+MII( +60V )供電。
1.2.2負(fù)半周信號(hào)的供電轉(zhuǎn)換電路
喇叭輸出信號(hào)E經(jīng)R48、R58送給U1(LM311)的負(fù)輸入端③腳，U5的正輸入端②腳經(jīng)R57接負(fù)參考電壓(NEGREF)。當(dāng)喇叭輸出信號(hào)增大，使U5③腳電壓低于②腳電壓時(shí)，U5⑦腳輸出高電平，Q32導(dǎo)通，其e極輸出高電平，Q38導(dǎo)通，負(fù)半周信號(hào)功放管由-H1(-120V)供電。當(dāng)喇叭輸出信號(hào)較小，使U5③腳電壓高于②腳電壓時(shí)，U5⑦腳輸出低電平，Q33導(dǎo)通，其e極輸出低電平，Q38截止，負(fù)半周信號(hào)功放管由-MID(-60V )供電。
因本機(jī)左右兩個(gè)聲道電路一致，本文只介紹一個(gè)聲道，下同。
1.3電源電路
1.3.1 副電源

交流220V整流濾波所得的310V電壓(H點(diǎn))經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)變壓器T1初級(jí)繞組加到電源芯片U16(TOP22IPN)5腳，如圖3所示。

T1低壓繞組I輸出的電壓經(jīng)D7、C85整流濾波后輸出18V電壓，先經(jīng)D1、D3、D22降壓后輸出16V，再經(jīng)穩(wěn)壓管D202、D200、電阻R205加到U16的4腳，以穩(wěn)定輸出電壓。正常工作時(shí)，U16的4腳電壓為5V。T1低壓繞組I輸出的電壓，經(jīng)D2、EC6整流濾波后輸出6.8V電壓，再經(jīng)D23-D25降壓后輸出5.8V。

1.3.2主電源電路
芯片U14 (1/2)LM556 內(nèi)部電路與其外接元件組成時(shí)鐘振蕩電路，產(chǎn)生250KHz脈沖，從5腳輸出經(jīng)Q1放大后送給IC6 (SG525AN)3 腳(SYNC)，IC6的11腳(OUT A)輸出125kHz 正脈沖，送給IC801 (IR2110)14 腳;IC6的14腳(OUT B)輸出125kHz負(fù)脈沖，送給IC801的12腳。IC801 對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行緩沖放大，從8腳(HO )輸出正脈沖，驅(qū)動(dòng)IGBT功率管Q4;從1腳(IO )輸出負(fù)脈沖，驅(qū)動(dòng)IGBT功率管Q5。
主變壓器T2的高壓繞組一端接155V(310V電壓的一半)，另一端經(jīng)過(guò)C3、L6與Q4、Q5相連，組成諧振電路。在T2次級(jí)繞組的輸出電壓中，一組電壓經(jīng)D14、D15、D20、D21整流和電容c7、C8濾波，輸出土HI電壓(±120V);另一組電壓經(jīng)全橋整流電容濾波后，輸出tMID電壓(±60V);第3組電壓經(jīng)D4-D6，D27整流和電容E4、E5濾波后輸出±15V電壓。
1.4保護(hù)電路
1.4.1 功放中點(diǎn)保護(hù)

當(dāng)功放電路正常時(shí)，揚(yáng)聲器輸出端E點(diǎn)電壓(中點(diǎn)電壓 )為0V。當(dāng)功放電路異常使E點(diǎn)電壓不為0V時(shí)，E點(diǎn)電壓經(jīng)過(guò)R13、R14、C41濾波后，一路經(jīng)D36加到電壓比較器Ic2(1/2)的正輸入端3腳，另一路經(jīng)過(guò)D37加到IC2(1/2)的負(fù)輸入端2腳，如圖4所示。

此時(shí)不管E點(diǎn)電壓是正還是負(fù)，IC2的1腳均輸出低電平，光耦OK的1.2腳內(nèi)部的發(fā)光二極管發(fā)光，其3、4腳內(nèi)部的光敏三極管飽和導(dǎo)通，4腳輸出低電平。OK2的3.4腳并聯(lián)溫度開(kāi)關(guān)KSD-01F，該開(kāi)關(guān)其緊貼主開(kāi)關(guān)變壓器，當(dāng)主開(kāi)關(guān)變壓器表面溫度超過(guò)85°C時(shí)，KSD-01F閉合，OK2的4腳為低電平。

1.4.2市電低壓保護(hù)
市電(I點(diǎn))經(jīng)D10半波整流，R23-R25分壓后送給電壓比較器U13(3/4)的正輸入端9腳，市電全波整流濾波所得的310V電壓(H點(diǎn))經(jīng)R42、R27和R26分壓后送給U13(3/4)的負(fù)輸入端8腳，當(dāng)市電下降過(guò)多，U13(3/4)9腳電壓低于8腳電壓時(shí)其輸出端14腳輸出低電平，Q200因b極低電平而飽和導(dǎo)通(參見(jiàn)圖3)，穩(wěn)壓二極管D202與電阻R324(536Ω)并聯(lián)，U16的4腳電壓大幅下降，副電源進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，18V輸出電壓降至8V。
1.4.3主電壓低壓保護(hù)
主電壓310V(H點(diǎn))經(jīng)R42、R27和R26分壓后經(jīng)過(guò)R30送給電壓比較器U13(4/4)的正輸入端11腳，U13(4/4)的負(fù)輸入端10腳接5V VREF電壓(IC6的16腳輸出的5V)。當(dāng)主電壓310V下降過(guò)多，U13(4/4)11腳電壓低于10腳電壓時(shí)，其13腳輸出低電平。
1.4.4功放過(guò)流保護(hù)
電流互感器L6與主開(kāi)關(guān)變壓器T2的初級(jí)繞組串聯(lián)，L6的次級(jí)繞組的感應(yīng)電壓基本與T2的工作電流成正比。該感應(yīng)電壓一路經(jīng)R336送給電壓比較器U13(1/4)的負(fù)輸入端4腳，另一路經(jīng)R336送給U13(2/4)的正輸入端7腳。U13的3、5腳外接分壓電阻R85X. R858、R859、R860，對(duì)46V電壓分壓，當(dāng)T2的工作電流過(guò)大，使得U13的4腳、7腳電壓分別高于5、6腳電壓時(shí)，U13的2腳和1腳輸出低電平。

上述功放中點(diǎn)保護(hù)、市電低壓保護(hù)、主電壓低壓保護(hù)、功放過(guò)流保護(hù)中電路任何一個(gè)動(dòng)作，均導(dǎo)致J點(diǎn)為低電平，使得U14(2/2)8腳為低電三如圖5所示。

同時(shí)，T7飽和導(dǎo)通，12、13腳為低平，則U14(2/2)9腳輸出高電平，一路使三極TP1飽和導(dǎo)通，T19截止，功放電源繼電器線圈電，開(kāi)關(guān)斷開(kāi);另一路使IC6(SG3525AN)10腳高電平，IC6停止輸出脈沖，主電源停止工作。當(dāng)上述保護(hù)解除后，U14(2/2)⑧腳電壓恢為高電平，同時(shí)T7截止，經(jīng)過(guò)3s以上延時(shí)后，U14(2/2)⑨腳重新輸出低電平，功放電源繼電器閉合，IC6和主電源重新啟動(dòng)工作。延時(shí)啟動(dòng)可有效降低開(kāi)機(jī)時(shí)的沖擊電流。

1.5靜噪電路
1.5.1 開(kāi)/關(guān)機(jī)靜噪

6.8V電壓經(jīng)D34及R85、R100分壓后送給電壓比較器IC2(2/2)的正輸入端5腳，+15VNTC電壓經(jīng)R86、R82分壓后通過(guò)R89送給IC2(2/2)的負(fù)輸入端6腳，參見(jiàn)圖6。

由于IC2(2/2 )6腳通過(guò)D38 - -路經(jīng)R229接-15V，另一路經(jīng)D45接15V-SW電壓。開(kāi)機(jī)后，因?yàn)?5V-SW電壓經(jīng)D45.E65整流濾波后才會(huì)輸出正電壓，同時(shí)+15VNTC電壓經(jīng)過(guò)R89對(duì)E66充電，在此過(guò)程中，IC2(2/2 )6腳電壓低于5腳電壓，IC2(2/2)7腳輸出高電平，此時(shí)功放板上的MUTE+端為高電平，功放電路處于靜音狀態(tài)。幾秒后IC2(2/2 )6腳電壓高于5腳電壓，7腳輸出低電平，功放電路進(jìn)入正常工作狀態(tài)。

關(guān)機(jī)時(shí)，15V-SW電壓消失，D38負(fù)端電壓被下拉至-15V，IC2 (2/2)6 腳電壓低于5腳電壓，IC2(2/2)的7腳立即輸出高電平，功放靜音，達(dá)到關(guān)機(jī)靜音的目的。
1.5.2功放板超溫保護(hù)
在功放板的散熱器上安裝有熱敏電阻R30，參見(jiàn)圖1。當(dāng)散熱器的溫度在正常范圍內(nèi)時(shí)，因R30阻值較大，則二極管D3的負(fù)端電壓較高，則NTCBUS端電壓也較高，三極管Q10截止，不影響Q15、Q91的工作狀態(tài)，如圖6所示。此時(shí)，風(fēng)扇按正常速度運(yùn)行。
當(dāng)功放板的散熱器超溫時(shí)，NTCBUS端電壓降低，Q10導(dǎo)通，其c極電壓升高，Q15.Q91的導(dǎo)通程度加深，Q91的c極電壓升高，風(fēng)扇高速運(yùn)行。Q90用于限制風(fēng)扇最大轉(zhuǎn)速，以免損壞風(fēng)扇。
1.5.3過(guò)流靜噪
若T2的工作電流過(guò)大，L6次級(jí)繞組的感應(yīng)電壓經(jīng)D824、R851、E55整流濾波后，通過(guò)T15驅(qū)動(dòng)光耦OK01的1、2腳內(nèi)部的發(fā)光二極管發(fā)光，OK01的3腳輸出高電平，即MUTE+端為高電平，功放電路進(jìn)入靜音狀態(tài)。相關(guān)電路參見(jiàn)圖4。此時(shí)功放管也就無(wú)輸出電流。
1.6削波限幅電路

限幅電路以U3(LM13600M)為核心組成，如圖7所示。

U2(2/2)7腳輸出的音頻信號(hào)(A點(diǎn))經(jīng)Q9、Q10放大后加到Q6的b極，Q6的c極輸出控制電壓，R24、C13的值決定控制時(shí)間。Q6的e極外接限幅控制開(kāi)關(guān)K2，用于削波保護(hù)的開(kāi)啟或關(guān)閉。u2(1/2)1 腳(C點(diǎn))輸出的音頻信號(hào)送給U3 的負(fù)輸入端4腳。U3內(nèi)部運(yùn)放的增益與1腳對(duì)地電壓成正比，即1腳電壓越高，U3的5腳(即D點(diǎn))的電壓也越高。
由此可見(jiàn)，A點(diǎn)電壓越高，U3內(nèi)部運(yùn)放的增益也越高U3的5腳輸出(D點(diǎn))的反相音頻信號(hào)電平也越高，與C點(diǎn)輸入的正相音頻信號(hào)的抵消作用越明顯，送給后級(jí)功放的信號(hào)幅度就越小，達(dá)到限幅的目的。當(dāng)信號(hào)幅度達(dá)到削波設(shè)定值時(shí)，Q12導(dǎo)通，其c極輸出高電平，點(diǎn)亮CLIP LED指示燈。
2、故障維修實(shí)例
例1:一臺(tái)該型號(hào)功放，開(kāi)機(jī)后無(wú)規(guī)律自動(dòng)關(guān)機(jī)。分析檢修:拆機(jī)檢查，實(shí)測(cè)功放管阻值正常。由于本機(jī)電源板可以在不接功放板的狀態(tài)下獨(dú)立工作，所以斷開(kāi)功放板通電，故障依舊，由此判定故障點(diǎn)在電源板上。先補(bǔ)焊電路板，再更換易老化的電解電容，還是未能修好，懷疑保護(hù)電路異常。
該機(jī)電路板上有多路保護(hù)，匯集到J點(diǎn)，接到U14(2/2)8腳， 參見(jiàn)圖5補(bǔ)焊U14(2/2)外圍電路后試機(jī)，故障排除，但第二天故障又重現(xiàn)。更換C21后試機(jī)，故障依舊。將U14(2/2)9腳接地后試機(jī)，繼電器沒(méi)有延時(shí)，立即吸合，長(zhǎng)時(shí)間試機(jī)，電源板輸出各路的電壓均正常，據(jù)此判斷U14(2/2)性能不良。

由于U14內(nèi)部用于產(chǎn)生方波的電路正常，性能不良的只是延時(shí)啟動(dòng)這部分電路，所以用分立元件搭棚焊接一下簡(jiǎn)單延時(shí)電路，如圖8所示。

裝機(jī)試驗(yàn)通電延時(shí)3s后繼電器吸合，功放輸出正常。觸發(fā)市電低壓保護(hù)電路輸入端，繼電器也能自動(dòng)端開(kāi)，并在延時(shí)3s后重新恢復(fù)工作。

例2:一臺(tái)該型號(hào)功放，通電后不開(kāi)機(jī)。分析檢修:實(shí)測(cè)電源板副電源電路正常，而主電源電路中的IC801 IC6、Q4、Q5均擊穿(參見(jiàn)圖3)，3個(gè)風(fēng)扇中有2個(gè)缺油***，功放板上5對(duì)功放管均擊穿，供電電壓轉(zhuǎn)換電路中的功率管Q41、Q38擊穿(參見(jiàn)圖2)，懷疑功率管系散熱不良而損壞。將上述損壞元件和風(fēng)扇全部換新，為可靠起見(jiàn)，將功放推動(dòng)管Q26、Q27電源轉(zhuǎn)換推動(dòng)電路中U4、U5、Q30~Q33也一并換新。上電開(kāi)機(jī)，功放輸出正常。接上信號(hào)源試驗(yàn)，音箱發(fā)出“咔咔”音后，機(jī)器自動(dòng)保護(hù)，并能聞到煳味。
再次拆機(jī)檢查發(fā)現(xiàn)，功放板上新?lián)Q的元件沒(méi)有燒壞，但運(yùn)放u2(2/2)擊穿，其供電限流電阻R249、R248，正半周推動(dòng)管Q19的基極電阻R381 ，Q20的發(fā)射極限流電阻R70伺服電路中的Q1、Q2及R24燒壞，參見(jiàn)圖1。將上述損壞元件全部換新，為了防止再損壞，對(duì)兩塊功放(兩個(gè)聲道的電路一樣)的所有元件進(jìn)行在路對(duì)比測(cè)量，發(fā)現(xiàn)功放靜噪管Q16、Q17之間的電阻R65阻值不穩(wěn)定，Q15的b、e極間電阻偏小。拆下Q15測(cè)量，Q15已損壞。拆下Q17再測(cè)，R65阻值正常，判斷Q17漏電，為防止故障復(fù)發(fā)，將Q15~Q17全部換新。通電試機(jī)，故障排除。
Q17的b、e極漏電導(dǎo)致Q15飽和導(dǎo)通，使得負(fù)半周信號(hào)功放電路不工作，而只有正半周功放電路工作，則功放輸出中點(diǎn)電壓不等于0V。功放輸出負(fù)反饋電壓送給u2(2/2)，導(dǎo)致U2(2/2)擊穿，Q1、Q2、R24燒壞，同時(shí)也造成R381、R70燒壞。
雖然Q17、Q16的型號(hào)不明，但其c、e極間電壓最高為120V ，所以換上耐壓為300V的MMB-TA42、MMBTA92型三極管。
提示:在大功率功放電路中，工作在高電壓電路中的晶體管易劣化漏電，此時(shí)用萬(wàn)用表難以判斷其性能好壞，建議換新，以便快速排除故障。