如何解決聲頻功放大環路反饋隱患

martinfaifai · 發表於 2010-9-11 20:48

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大環路負反饋聲頻功率放大器（簡稱功放）中的某些環節進入飽和狀態時，在一定條件下，由負反饋形成的誤差電壓會驅使甲乙類互補對功率管瞬間全導通，從而危及到功放的安全。有必要採取措施防止這種事態發生。隨著音響技術的發展，聲頻功率放大器的技術已發展得相當成熟，尤其是大環路負反饋功放，其各項指標可以做得非常好。例如失真、頻響等指標都是各種開環電路所不可企及。但是，大環路也掩蓋著一些重要的問題，諸如穩定性、瞬態響應速度等已為大家所重視。筆者在工作中發現，在一定條件下，電路進入飽和也會引起一些在表面上看不出的問題，需要深入環路內部進行探索。
一、問題的發現

   有的大功率功放使用時會遇到下列異常現象：

如果系統發生聲反饋嘯叫，回到職工放的短路保護電路動作而進入保護狀態，即使把保護電路的門檻調高許多（高於短路電流）也不能避免；有些功放還會因此而損壞；有的功放工作在削波狀態時，即使負載開路，溫升也會很厲害；在通頻帶高端加入大信號式溫升異常；短路保護電路很容易動作……。

   按常理，聲反饋嘯叫時，系統雖屬滿負荷，但由於削頂，功率管的損耗理應不十分過分，應不至於損壞；而短路保護門檻超量調高以後，正常滿載電流應無由越過；負載開路時功率管幾乎沒有電流通道，沒有理由引起異常德溫升。據此，功放內部必有異常的、繞過負載的寄生通道才會發生上述現象。

   為了證實是否存在異常的電流通道，我們檢測功率輸出級的射極電流，發現在飽和狀態下，確有異常現象，其波形如圖1所示。圖中飽和線以上的尖峰表明，在退出飽和的瞬間，出現一個遠大於飽和電流的尖峰；而在0線上的尖峰則說明即使在功率管截止期間也有大的尖峰電流發生。從相位上看，後者顯然對應於互補對的另一隻管退出飽和的時間。由此可見，功率互補對在退出飽和的瞬間，出現了全導通現象。在負載開路時也有這種全導通現象發生，其波形如圖2所示。由此可見，正是由於輸出互補對管的全導通，才導致短路保護動作和異常溫升。

二、原因分析

   為什麼會出現互補對管全導通現象呢？這應是大環路負反饋調節以及放大管基區電荷效應共同作用的結果。