2001年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽一等獎(jiǎng)高效率音頻功率放大器

本設(shè)計(jì)主要 由功率放 大器 、信號(hào)變換 電路 、輔 出功率顯示電路和保護(hù)電路組成。功率放大器部分采用 D類功率放大器確 保高教率 ，在 5V供電情況 下輸 出功率大于 lW，且輸 出渡形無(wú)明顯失真，低頻輸出噪聲電壓很低 （輸出頻率為 20kHz以下時(shí) ，1玨頻噪聲電壓約 Ire‘C）；信號(hào)變換部分采用差分放大電路 ，將雙端輸出信號(hào)變?yōu)?1：1的單端輸出信號(hào)；輸出功率顯示部分用乘法 器電路及帶 A／D轉(zhuǎn)換的電壓表頭顯示功率值 ，電路簡(jiǎn)單 合理 ：保護(hù) 電路部分采用電贏互感 器監(jiān)控 ，實(shí)現(xiàn)輔 出短路保護(hù)

根據(jù)題 日要求，整個(gè) 系統(tǒng) 由 D婁功率放 大器、信號(hào)轉(zhuǎn)換 電路 及功率測(cè)量顯示裝置組成。系統(tǒng)組 成如圖 1所 示其 中核 12“部 分為 D類功率放大器 。之所 以我們選擇此方案是因?yàn)?D類功放能夠達(dá)到更高的效率 ，且更好地確保波形不失真 ．加之以合理 的 濾 波 網(wǎng)絡(luò) 叉 進(jìn) 一 步 克服了高頻干擾 ，從 而使 系 統(tǒng) 成為高效率 、不失：！ 要麓 D奘功率放，：器功率試電路及顯示 電路真 、低干擾 的功率放大系統(tǒng) ：下面我們分別論述框 圖中各部分設(shè)計(jì) 方案：一、 功率 放大器 1 脈寬調(diào)制 電路（PWM）{脈寬調(diào)制原理如 圖 2。方案一 用普通 PwM芯片 。雖然此類芯片可直 接產(chǎn)生脈時(shí)產(chǎn)生電弧。其消弧原理是 ：當(dāng)觸點(diǎn)剛打開(kāi)時(shí) ，點(diǎn)火線 圈初級(jí)繞組產(chǎn) 生的 30Or自感電勢(shì)對(duì)電容器充電 雖然觸 點(diǎn)剮打開(kāi)時(shí)其縫隙很小 ，但這時(shí)電容器上 電壓很低 ，所 以觸點(diǎn)聞不會(huì)產(chǎn)生電弧。隨著 電容器上充電電壓的升高 ，觸 電問(wèn)的縫隙也 隨著凸輪的旋轉(zhuǎn) 而增 大 當(dāng)電容器充 滿電、電壓選最 大時(shí) ，觸點(diǎn)間 的縫隙也同時(shí)達(dá) 到最大 ，所 以這 時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生電弧。電容器的容量一般在 0l5～0 301-1：左右電容器的常 見(jiàn)故障有絕緣 擊穿 （導(dǎo)致短路 或精屯 ） 及 內(nèi)部 引出線斷路等。對(duì)其檢查有 下 幾種方法 ，可根據(jù)具體情況選 用 。 {1）感覺(jué)檢查法 ：打開(kāi)分電器蓋 ，轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸 使觸點(diǎn)閉合 ，接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān) ，一手摸電容外殼 另 一手去撥動(dòng)動(dòng)觸點(diǎn) 臂．若有麻手感 覺(jué) ，則說(shuō)明 電容已被 擊穿 ，可將其拆下用萬(wàn)用表確認(rèn) 。 （2）比較檢查法 ：取下分電器蓋上的 中央高壓線 ，并使之距 車體 5～7ram左右，接通點(diǎn)火開(kāi)戈 ，使用起 動(dòng)機(jī)或用手撥動(dòng)斷電器觸點(diǎn) ，察看高壓火花 的強(qiáng)度 ，再將電容器拆下 ，重復(fù)上述試驗(yàn) ：如果兩次高壓火 花完全一樣 ，說(shuō)明電容器 已失效 ．應(yīng)換新 件 （3）交流試燈 檢查 法 ：將 220VAC電壓 的一端接 電容的～端 ，另一 端通過(guò)一只 白熾燈泡接 電容器的 另一端 ：若燈 泡發(fā)亮 ，說(shuō) 明電容器內(nèi)部短路 ；若燈泡不亮或傲紅 ，將 電容取下后短接其外殼與引跛。在短接處如有 強(qiáng)烈 藍(lán)色火花發(fā)生 ，則說(shuō)明電容良好 。如無(wú)火花發(fā)生或火花弱 ，則表示電容失效或容量變小 。