【導讀】設計音頻放大器的電源時必須將特殊注意事項考慮在內。與標準隔離式電源相比
，音頻信號的非線性性質提出了不同的設計挑戰。

設計音頻放大器的電源時必須將特殊注意事項考慮在內。與標準隔離式電源相比，音頻信號的非線性性質提出了不同的設計挑戰。

音頻功率

在廣泛的電氣工程領域中，你會發現一個現象：不bu同tong的de行xing業ye
，甚shen至zhi不bu同tong的de公gong司si，可ke能neng會hui使shi用yong不bu同tong的de專zhuan業ye術shu語yu來lai描miao述shu同tong一yi個ge主zhu題ti。為wei了le實shi現xian成cheng功gong的de設she計ji，電dian源yuan工gong程cheng師shi和he音yin頻pin工gong程cheng師shi之zhi間jian的de相xiang互hu理li解jie至zhi關guan重zhong要yao。

首先需要明確兩個術語：峰(feng)值(zhi)功(gong)率(lv)和(he)連(lian)續(xu)功(gong)率(lv)。峰(feng)值(zhi)功(gong)率(lv)是(shi)最(zui)大(da)瞬(shun)時(shi)音(yin)頻(pin)功(gong)率(lv)。它(ta)將(jiang)決(jue)定(ding)電(dian)源(yuan)可(ke)實(shi)際(ji)輸(shu)出(chu)的(de)功(gong)率(lv)大(da)小(xiao)。連(lian)續(xu)功(gong)率(lv)是(shi)指(zhi)一(yi)段(duan)時(shi)間(jian)內(nei)的(de)平(ping)均(jun)音(yin)頻(pin)功(gong)率(lv)。在(zai)電(dian)源(yuan)設(she)計(ji)中(zhong)，連(lian)續(xu)功(gong)率(lv)是(shi)指(zhi)係(xi)統(tong)在(zai)不(bu)超(chao)過(guo)元(yuan)件(jian)溫(wen)度(du)或(huo)平(ping)均(jun)電(dian)流(liu)額(e)定(ding)值(zhi)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)可(ke)以(yi)提(ti)供(gong)的(de)特(te)定(ding)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)。圖(tu) 1 提供了峰值和連續音頻級別的示例。它們與波峰因數（波形的峰值與均方根 (RMS) 值之比的度量）有關。

圖 1. 此圖展示了連續和峰值功率音頻級別

它也可以通過方程式 1 用分貝表示：

方程式 1 

用 RMS 表示音頻功率並不恰當
，因為從技術角度而言

，它並不是計算得出的功率波形 RMS 值zhi。音yin頻pin放fang大da器qi規gui格ge設she定ding非fei常chang複fu雜za，無wu法fa在zai此ci處chu詳xiang盡jin闡chan述shu，可ke能neng需xu要yao另ling寫xie一yi篇pian文wen章zhang來lai深shen入ru探tan討tao。請qing注zhu意yi，有you關guan額e定ding放fang大da器qi功gong率lv級ji別bie的de行xing業ye標biao準zhun不bu一yi定ding能neng明ming確que電dian源yuan在zai峰feng值zhi和he連lian續xu功gong率lv方fang麵mian的de要yao求qiu。

以針對 400W 音頻放大器設計 LLC 串聯諧振轉換器 (LLC-SRC) 為例。在事先不了解音頻係統的情況下，可能會設計出卓越的 400W 電源。但在需要為放大器加電時
，電源會出現故障或音頻質量較差等問題。LLC 轉換器的增益曲線通常會基於最大負載設計
，並在最小線路條件下接近串聯諧振頻率運行。這種方法通常會設計出卓越的 400W LLC-SRC，但在實際的音頻係統中，峰值功率實際上將大於放大器的 400W 額定功率。開始電源設計之前，應至少指定連續功率和峰值功率。

對於 400W 放大器示例，播放壓縮音樂的消費類產品的適當功率級別可以是 200W 的連續功率，也可以是 800W 的峰值功率，持續 15ms。這表示波峰因數為 12dB，即經處理音樂的典型值。未經處理的音頻約為 18dB 至 20dB
，電影音頻約> 20dB。fengzhiyulianxugonglvzhibizuizhongqujueyujutideyingyong，yinci
，zaishejiguochengdezaoqijiubixuqingchudidingyizhexiecanshu。butongfuzaidianpingdechixushijianyaoqiuduiyuyouhuashejiyehenyoubangzhu。qingjinji，wubiyaokaolvyinpinfangdaqidexiaolv，yinweifangdaqizhonghuicunzaisunhao，congerdaozhidianyuandefuzaigenggao。

LLC-SRC 設計

一旦規格最終確定，便可以繼續進行電源設計。根據地區和應用的電源質量標準，您可能需要為此功率級別的設計提供功率因數校正 (PFC) 電源。PFC 前端將提供穩壓 400VDC 總線，用作 LLC-SRC 的輸入。

與大多數諧振轉換器一樣，設計 LLC-SRC dediyibushixuanzexiezhenhuiluyuanjian。zhejiangshezhixiezhenpinlvbingxingchengzengyiquxian。zaicibuzhouzhong

，quebaokeyidadaofengzhigonglvdianpingxiadeshuchudianya。ruguoxiezhenhuiluwufashixiansuoxudezengyi，zeshuchudianyajiangzaiyinpindadaofengzhishixiajiang，congerjiangdiyinpinzhilianghuoguanbifangdaqi。fengzhigonglvdechixushijianyaoqiuduiyushuchudianrongqilaishuotongchangtaichang，wufaweichishuchudianya，yincidianyuanxuyaonenggoushijitigongzhenggefengzhifuzai。

對dui峰feng值zhi增zeng益yi預yu留liu一yi些xie額e外wai的de餘yu量liang。由you於yu變bian壓ya器qi構gou造zao的de物wu理li限xian製zhi，並bing不bu總zong是shi能neng達da到dao精jing確que的de匝za數shu或huo電dian感gan值zhi。對dui於yu需xu要yao達da到dao高gao峰feng值zhi功gong率lv的de音yin頻pin設she計ji
，使shi用yong分fen立li式shi諧xie振zhen電dian感gan器qi將jiang大da有you裨bi益yi
，可ke確que保bao更geng精jing確que的de諧xie振zhen和he磁ci化hua電dian感gan。

zaifengzhigonglvxia
，xuanzekechulifengzhidianliudeyuanjianfeichangzhongyao。shejicixingyuanjianshi

，qingquebaotamenbuhuibaohe。zailianxugonglvxia，genjuchixurexingnenglaixuanzeyuanjianhefengzhuanghenyoubiyao。shejirenyuankenenghuisuojianmouxiefengzhuangdechicun
，bingshiyong PCB 進行熱管理，而不是使用散熱器。

與任何 LLC-SRC 一樣，構建增益曲線是一個迭代過程。嚐試達到特定的工作頻率、諧振電流和電壓


，並在峰值和連續功率級別之間平衡設計頗具挑戰性。在完成計算時，需要調整磁化電感
、諧振電感、匝數比和諧振電容。100kHz 是矽基設計的常見諧振頻率目標。對於音頻應用，目標應設為 100kHz，以實現連續功率工作點。圖 2 展示了針對上述示例的增益曲線。工作頻率範圍為 83kHz 至 139kHz。

圖 2. 該增益曲線針對 LLC-SRC 設計而構建

突發模式

現代 LLC-SRC shejideyigezhongyaofangmianshiketigaoqingfuzaixiaolvdetufamoshiyunxing。tufamoshihaiyongyumanzuxingyedaijigonghaoxiangguanguiding。dangtufashujubaopinlvchuyukewenzaoshengfanweineishi，xuyaokaolvkewenzaosheng，dan UCC256404 等一些 LLC 諧振控製器使用突發模式控製律來防止突發頻率產生可聞噪聲。

以下是三種方法以及相應的選擇理由：

• 啟用突發模式：使用突發模式可在不關閉主輸出的情況下降低待機功耗。將瞬時為放大器供電

，這樣便不會因電源啟動造成延遲。

• 禁用突發模式：zaidaijimoshixia，zhuanhuanqijiangxuyaotongguobiaozhunkaiguancaozuolaitiaojieshuchu。zhejiangdileqingfuzaixiaolv，dankeyijiangdifuzaxingbingjinyibuxiaochurenhekewenzaoshengwenti
，lirucijicezhengliuqijishengxiaoyingduizengyiquxiandeyingxiang。tu 2 展示了增益曲線在較高頻率下實際如何開始上升。如果無法達到最小增益，電源將失去調節功能。

• 禁用外部控製器：dangyinpinfangdaqiweiyunxingshi，shiyongwaibujinyongdianlulaiguanbikongzhiqi。yutufamoshixiangbi，zhezhongmoshikeyijiangdidaijigonghao
，danhuizengjiachengben，yinweixitongxianzaixuyaofuzhudianyuan。dangfangdaqizhunbeihaoshuchuyinpinshi
，yehuicunzaiqidongyanchi。

圖 3. 在禁用突發模式的情況下，增益曲線將開始在較高頻率處攀升

LLC-SRC 是一種高性能拓撲
，可支持 100W 至 500W 的連續功率範圍。該拓撲非常適用於需要高效率和超低電磁幹擾 (EMI) 的交流/直(zhi)流(liu)係(xi)統(tong)。諧(xie)振(zhen)轉(zhuan)換(huan)器(qi)設(she)計(ji)頗(po)具(ju)挑(tiao)戰(zhan)性(xing)

，即(ji)使(shi)在(zai)被(bei)應(ying)用(yong)到(dao)錯(cuo)綜(zong)複(fu)雜(za)的(de)音(yin)頻(pin)係(xi)統(tong)之(zhi)前(qian)也(ye)是(shi)如(ru)此(ci)。電(dian)源(yuan)工(gong)程(cheng)師(shi)和(he)音(yin)頻(pin)工(gong)程(cheng)師(shi)在(zai)放(fang)大(da)器(qi)所(suo)需(xu)的(de)峰(feng)值(zhi)和(he)連(lian)續(xu)功(gong)率(lv)級(ji)方(fang)麵(mian)相(xiang)互(hu)了(le)解(jie)是(shi)一(yi)切(qie)的(de)基(ji)石(shi)。上(shang)述(shu)策(ce)略(lve)可(ke)視(shi)作(zuo)成(cheng)功(gong)設(she)計(ji)用(yong)於(yu)音(yin)頻(pin)應(ying)用(yong)的(de) LLC-SRC 的良好開端。

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