采用IRF250場效應(yīng)管制作膽味功放及電路圖
筆者用絕緣柵VMOS大功率場效應(yīng)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(guān)電源中,由于該類管高頻區(qū)線性好、開關(guān)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(tài)下,聲音極具"膽"味。該管的價位低廉,拆機(jī)品2元/只,便宜好找,適合工薪族發(fā)燒(IRF250電流30A,耐壓220V,導(dǎo)通電阻0.85Ω,功率150W,IRF240電流40A耐壓180V,導(dǎo)通電阻0.55Ω,功率150W),何樂而不為?
一、場效應(yīng)管與電子管的原理比較有相似之處
場效應(yīng)管與電子管的原理相比較如圖1所示。場效應(yīng)管的源極供應(yīng)電子,相當(dāng)于電子管的陰極,漏極泄漏電子,相當(dāng)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(guān)管IRF250、IRF240而言,確與音頻名管中的K135、J49等有差異,使眾多的發(fā)燒友不大喜歡用這類管子。筆者認(rèn)為其成了冷僻管的原因有兩點,一是開啟電壓的差異,IRF250達(dá)到3V~5V不等,給推動級增加了極大的負(fù)擔(dān)。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(jìn)入良好的線性工作區(qū),對推動級的驅(qū)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(tài),而另一部分管子還在乙類狀態(tài),甚至有的工作在開啟與夾斷之間,劣化了音質(zhì)。
針對IRF250這類管子的特點,筆者認(rèn)為可以避開它的缺點,挖掘它潛在的優(yōu)點,如高耐壓、大電流和好的高頻放大線性等。
實際制作中,應(yīng)將電路的重點放在推動級上,只要推動級能輸出驅(qū)動末端場效應(yīng)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(qū)動管的配對誤差要在2%的范圍內(nèi)(用數(shù)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(lián)。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(shù)家庭的使用要求。
三、線路的選擇和改進(jìn)
筆者選用的是日本雅馬哈(YAMAHA)功放的線路,把輸出級進(jìn)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(zhǔn)互補(bǔ)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(nèi),BG9和BG10的配對誤差在5%之內(nèi),其余照圖選擇就行。中功率驅(qū)動管功率要求在20W以上(大功率管更好),才能滿足驅(qū)動輸出3V~5V的電壓,這時末端管子的柵壓差異在2V~5V。驅(qū)動管也工作在10mA~40mA的甲類,發(fā)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(yīng)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。
機(jī)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(jī)殼改制。
五、整機(jī)的調(diào)試
1.通電前應(yīng)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(fù)電壓是否對稱。
2.先不接末端場效應(yīng)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(yīng)管,慢慢微調(diào)R9使輸出中點為0V。一般相隔15分鐘有一次變化,要多次調(diào)節(jié),該電阻或可調(diào)電阻的功率不能小于1/2W(盡量大些),小了易在裝機(jī)后產(chǎn)生漂移不穩(wěn)定。
3.用數(shù)字表毫伏擋檢測輸出源極電阻0.22Ω兩端壓降,再慢慢微調(diào)W2,使0.22Ω電阻兩端壓降在100mV,兩個驅(qū)動管的基極AB端的壓降在7V~10.5V不等,使輸出管的靜態(tài)電流在1A~1.5A左右,進(jìn)入純甲類狀態(tài),發(fā)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(jī)的耗龜不比膽機(jī)?。貏e是在甲類大功率情況下.有時還要超過膽機(jī)--編者)。W2要用小型多觸點的精密微調(diào)電位器,以免有跳動或者懸空,損壞輸出管。
4.喇叭保護(hù)器的調(diào)節(jié)應(yīng)按圖3設(shè)定。因為大于1.5V會燒喇叭,小于1.2V又會頻繁地保護(hù)而產(chǎn)生不穩(wěn)定,所以把它設(shè)定在1.4V左右為宜。
具體調(diào)校法:用1.5V和1.2V電池各一節(jié),第一步將兩節(jié)電池負(fù)極接地,正極分別碰觸ROUT、LOUT兩端,正DC電壓經(jīng)過R22和R23給BG15基極建立電位導(dǎo)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(yáng)聲器。第二步將兩節(jié)電池正極接地,負(fù)極分別碰觸ROUT、LOUT兩端。當(dāng)負(fù)DC電壓經(jīng)過R22和R23給BG13的be腳建立起電位并導(dǎo)通ec腳,使BG14基極建立電位導(dǎo)通,同理,又使BG16和BG17截止,也使繼電器跳開切斷揚(yáng)聲器,達(dá)到保護(hù)的目的,調(diào)節(jié)R23將動作電壓調(diào)整到正負(fù)1.5V和1.2V均動作為止。
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