功放維修進(jìn)階篇,功放維修之保護(hù)電路故障+維修方法
功放維修技術(shù)是諸多技術(shù)人員想要全面掌握的工作技能,對于功放維修的學(xué)習(xí),相關(guān)人員需投入百分百的努力。本文中,主要講解功放維修所包含的功放保護(hù)電路與其維修方法。希望通過本文,能對學(xué)習(xí)功放維修的朋友提供一份幫助。
目前大功率家用聲頻功率放大器主聲道均采用OCI.電路進(jìn)行功率放大。由于這部份電路工作在高電壓、大電流、高溫度環(huán)境中,因此故障率是非常高的。而這種電路出現(xiàn)故障時.其輸出的直流電位常常會偏離零電平而出現(xiàn)較高的正的或負(fù)的直流電壓。輸出的直流電流流過揚聲器音圈時.可能會將音圈燒毀。另外.在部份特大功率的功放中,由于輸出功率非常強(qiáng)勁,在用戶操作不當(dāng)或卡啦OK音量太大時,該聲道的輸出功率會遠(yuǎn)大于它的額定功率,可能會損壞功率放大器。甚至?xí)p壞貴重的揚聲器。因此.各種功放機(jī)都會設(shè)置保護(hù)電路。保護(hù)功放和音箱免遭損壞,下面介紹市場上常見的保護(hù)電路以及它們的修理方法。
1.信號分流式保護(hù)電路
圖1是CAV-970型功放機(jī)電圖,這是一個全對稱。雙差分、雙恒流源OC1。功放電路,本文只對其保護(hù)電路作一些介紹。
CAV-970的保護(hù)電路舍棄了傳統(tǒng)的繼電器而采用晶體管進(jìn)行保護(hù)。功能有:短路保護(hù)、過載保護(hù)、開機(jī)延時保護(hù)。筆者曾對此機(jī)作過破壞性試驗:加大輸入信號幅度、加重負(fù)載(例如2 n負(fù)載)甚至短路都無法使該機(jī)功放后級損壞??梢娫摍C(jī)設(shè)計者確有過人之處。
1.1 分流式過載保護(hù)電路
此處正是該機(jī)精華所在。由Q451、R3、C1、D2、Q450、R2、Dl、C2等元件組成,正常工作時,由于取樣電阻R4A1、R4A2阻值很小(O.22Ω),輸出電流在其上的壓降較小,Q450、Q451不導(dǎo)通,對信號沒有分流作用。如果由于輸入信號增大或負(fù)載阻抗減少,輸出電流增大,導(dǎo)致取樣電阻R4A1、R4A2上的壓降增大,Q450、Q45l就會導(dǎo)通。Q450經(jīng)二極管D1接于復(fù)合管輸入端Q465基極,部份信號經(jīng)二極管Dl、三極管Q450傍路分流,使輸入到后級的信號幅度減少。使輸出維持一定的水平。同理,Q451導(dǎo)通時,Q467上的信號也會被分流,使輸出穩(wěn)定。這時無論加大輸入信號幅度或減少負(fù)載,都不能使輸出電流增大,總被限定在某個水平之上。
1.2 短路保護(hù)電路
該電路由Q1、Q2、QlO及其外圍電路組成。當(dāng)負(fù)載短路時,輸出電流突然增大、流經(jīng)R4A1時,Q461發(fā)射極電位上升,Q10基極電壓上升,Q10導(dǎo)通.導(dǎo)致Q1、Q2導(dǎo)通。輸入信號被子傍路到地。切斷了信號源,保護(hù)了功率放大器和音箱不致?lián)p壞。
1.3 開機(jī)延時電路
開機(jī)延時電路由C3、C4、D6、R7、R12等組成。剛接通電源,C3、C4上電壓為O,D6導(dǎo)通,Ql、Q2導(dǎo)通,把輸入信號傍路接地,喇叭中沒有聲音。此外,電流經(jīng)R7、R12、D6慢慢對C3、C4充電,其上的電壓慢慢上升,到達(dá)一定程度時D6截止,隨后Q1、Q2截止。信號不會被傍路到地。功放進(jìn)入正常工作狀態(tài)。
1.4 故障維修
1.4.1 未達(dá)額定功率,失真度就很大
這是本機(jī)特有的故障。也是分流式保護(hù)電路的一個弱點。主要由Q450、Q451不配對引起。當(dāng)輸出達(dá)到某一幅度后,Q450、Q45l不是同時導(dǎo)通。而是一個導(dǎo)通另一個還未導(dǎo)通,或兩管導(dǎo)通程度不一致。正負(fù)半周被分流的程度不同,造成失真。修理方法是更換兩個經(jīng)嚴(yán)格配對的晶體管(Q451、Q450)。
1.4.2 無聲
該電路很容易造成無聲故障。C3、C4漏電,Q10不良,都會導(dǎo)致Ql、Q2處于導(dǎo)通狀態(tài)。使信號被短路到地而造成無聲。
1.4.3 開機(jī)延時時間太長
這個故障其實與“無聲”故障檢查方法基本相同。根源也是C3、C4漏電。如果C3、C4漏電嚴(yán)重,經(jīng)R7的充電電流被漏掉,C3、C4的電壓升不起來,就會造成“無聲”故障,如果漏電不很嚴(yán)重。經(jīng)R7的充電電流被漏一部份.但C3、C4上的電壓經(jīng)較長時間后能上升,就會造成開機(jī)時間太長。此外,R7阻值變大也會造成這個故障。
2.負(fù)載切斷式保護(hù)電路
2.1奇聲Av-2750功放保護(hù)電路
圖2是奇聲AV-2750功放保護(hù)電路,該電路結(jié)合單片機(jī)控制技術(shù),對傳統(tǒng)的保護(hù)電路進(jìn)行改進(jìn),使電路具有響應(yīng)速度快,穩(wěn)定性高,電路簡單,容易恢復(fù)等優(yōu)點。主要功能有:直流檢出電路,過載檢出電路,開機(jī)延時電路。電路中Q340、R394、R395、R327、R328、C392組成了過流保護(hù)電路。R327、R328的阻值僅為O.25 Ω/5w,非常小,功率放大器正常工作時,對電路的影響也極小。但在出現(xiàn)音量過大使功率放大器長時間處在最大功率輸出狀態(tài)或音箱連接線碰頭短路等過載情況時,功率輸出管的發(fā)射極電流明顯增大,電流流過.R327或R328,在其兩端產(chǎn)生的電壓便升高,經(jīng)R394、R4.395分壓后,只要R395兩端的電壓大于0.7 V,持續(xù)的時間足夠使電容C392充滿電荷(即延時保護(hù),改變該電容的容量,可改變過載保護(hù)的響應(yīng)速度),Q340便導(dǎo)通,其集電極電位下降,Q342基極電位也被拉低,Q342導(dǎo)通,并輸出高電平信號,經(jīng).R301、R302輸送到微處理器(CPU)的PRO端口。微處理器一檢測到表示保護(hù)的高電平,立即從MUTEl(靜音控制端口1)輸出高平的控制電壓,控制相關(guān)的靜音控制電路。其中一路經(jīng)R303,控制Q345導(dǎo)通,Q343與Q344組成的復(fù)合管的基極電位被拉低,復(fù)合管截止,繼電器RL301失去電流釋放,斷開功率輸出與音箱的連接,從而保護(hù)了音箱和功率管。
直流檢測電路主要由Q339、Q336、R359、R362及周邊元件組成。R355、R356與C317、C318組成低通濾波器。R355、R356是左(L)、右(R)聲道的直流取樣電阻,兼做直流檢測電路的輸入限流電阻。C317、C318串接成無極性電容器,用于旁路音頻信號。功放正常工作時,左右聲道輸出的交變信號經(jīng)R355、R356后,被C317、C318串接成無極性電容耦合到地,直流檢測器輸入端的電位幾乎為O V。
當(dāng)Q314擊穿或其它原因面使功率放大器輸出“正”的直流電壓時,Q339導(dǎo)通,直流檢測器輸出低電位;同樣,當(dāng)Q315擊穿或其它故障而使功率放大器輸出“負(fù)”的直流電壓時,Q336導(dǎo)通,直流檢測器也輸出低電位,經(jīng)Q342倒相成高電平,“通知”微處理器采取保護(hù)措施。在這里,微處理器相當(dāng)于傳統(tǒng)保護(hù)電路中的觸發(fā)器;ZD301是為保護(hù)微處理器PRO口而設(shè)置的,避免Q342輸出的電壓過高而損壞微處理器的PRO口;C303是延遲電容,用來避免電路因供電變化、電路雜波引起的誤保護(hù),它與R301共同決定了保護(hù)延遲的時間。
R363、C304、R304組成開機(jī)延時接通電路。由于C304兩端的電壓不能突變,開機(jī)時,Q343基極電位為O V,Q343、Q344組成的復(fù)合管不工作,繼電器不吸合,音箱與功放電路暫時脫離。開機(jī)時功放產(chǎn)生的浪涌電流不會沖擊音箱中的揚聲器。但由于電阻R363的存在,+13 V電源將經(jīng)R363向C304充電,其充電時間,由R363、C304的值決定.一般有3到4秒的延時時間。隨著C343基極電位升到1.3 V,Q343、Q344組成的復(fù)合管導(dǎo)通,繼電器吸合,音箱與功放電路接通。RL301是繼電器;D302可吸收繼電器動作時產(chǎn)生的反向電動勢.起保護(hù)Q343、344的作用。C316是儲能電容。由于供電電路到達(dá)繼電器有一定的距離,使電源內(nèi)阻增大,C316設(shè)計在繼電器附近.能在繼電器吸合瞬間,提供啟動電流。
常見故障的修理:
(1)繼電器不吸合
Q343基極是一個關(guān)鍵測試點,正常電壓應(yīng)為1.4 V左右,若此點電壓正常而繼電器不吸合,則檢查Q343、Q344、R36l、及繼電器本身是否正常。一般用萬用表檢查繼電器兩端的電壓,很容易發(fā)現(xiàn)問題。
若Q343基極電壓偏低,繼電器當(dāng)然不會吸合。一般檢查Q345、R363、R304會發(fā)現(xiàn)問題所在。修理實踐證明:C304漏電引起繼電器不吸合的現(xiàn)象屢見不鮮,所以維修時應(yīng)引起足夠的重視。
左右兩聲道輸出端的電壓(中點電壓)是另一個關(guān)鍵測試點。若有大于0.6 V的直流輸出。會引起保護(hù)電路正常動作。這時應(yīng)先修理功率放大部份。使直流電位恢復(fù)正常。
若放大器中點電壓正常,則要檢測Q342基極電壓,正常應(yīng)在13 V以上。若該點電壓在13 V以下,說明Q339或Q336擊穿或穿流太大,導(dǎo)致PR0端輸出高電平。CPU發(fā)出靜音指令,使繼電器釋放。
(2)保護(hù)電路過于靈敏
功率遠(yuǎn)未達(dá)額定值而繼電器就釋放。造成這個故障的原因是元件變值,造成保護(hù)電路誤動作。常見原因有R395阻值變大,C392開路。另外C317或C318容量變小(舊機(jī)器常見的現(xiàn)象)造成濾波不良,正半周Q339導(dǎo)通.負(fù)半周Q336際通,也會使電路產(chǎn)生誤動作。
(3)過載保護(hù)失靈
過載檢出電路任何元件損壞,都可能會造成上述故障,但修理實踐證明:R358阻值變大引發(fā)的上述故障,幾率最高。該電阻值變大后,過載信號不足以使Q34:2導(dǎo)通.起不到保護(hù)作用,燒壞喇叭的現(xiàn)象時有發(fā)生。
(4)開機(jī)延時時間太長
這種故障多由C304漏電引起,另外R363阻值變大也會發(fā)生上述故障。(一般的延時時間是2~4秒,由.R363、C304的時間常數(shù)決定)。
(5)開機(jī)出現(xiàn)噪聲(開機(jī)延時時間太短)
剛開機(jī)時功放的中點電壓尚未建立,一般要1~2秒后才達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)。所以要求功放機(jī)延時2~4秒才接通揚聲器。過早接入揚聲器便會出現(xiàn)開機(jī)噪聲,常見原因是C304容量變小,使Q343基極電壓上升太快,繼電器過早吸合。
2.2奇聲AV-388D后級功放電路
圖3是奇聲AV-388D后級功放的保護(hù)觸發(fā)、驅(qū)動電路。直流檢出電路由D4~D7組成的橋式整流電路,再由Q15、Q14加以放大,推動施密特觸發(fā)器工作。無論左右聲道出現(xiàn)正的或負(fù)的電壓都可能使Qi5、Q14導(dǎo)通驅(qū)動后級釋放繼電器,使功放和音箱得到保護(hù)。
圖中。保護(hù)驅(qū)動電路是一個以Q13、Q12為核心的施密特觸發(fā)器。選擇合適的R28、R27、R26的電阻值,保證Qi2基極起始狀態(tài)為高電平,Q12飽和導(dǎo)通。此時,Q12的射極電流流過R26時,在R26兩端形成電壓,使Q13發(fā)射極(即觸發(fā)器的入端)無高控制電壓時.Qi3處于截止?fàn)顟B(tài),實現(xiàn)第一穩(wěn)態(tài).繼電器處于吸合狀態(tài),功放進(jìn)行正常的輸出。當(dāng)檢測電路或開機(jī)延時電路輸出的高電平(此電平必須高于觸發(fā)器的觸發(fā)門電平)加到Ot3的基極時,Q13由截止翻轉(zhuǎn)到導(dǎo)通狀態(tài),同時出現(xiàn)正反饋過程:UQl3b↑→IQl3b↑→IQl3c↑→UQl3c↓→LIQl2b↓→IQl2e↓→IR26↓→UR26↓→IQl3b↑。Q13迅速地飽和導(dǎo)通,其集電極電壓幾乎O,使Q12由飽和導(dǎo)通變?yōu)榻刂梗|發(fā)器的輸出翻轉(zhuǎn)為第三穩(wěn)態(tài),繼電器釋放,進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。當(dāng)觸發(fā)器輸入端的保護(hù)電壓下降(如:開機(jī)延時保護(hù)結(jié)束或過載狀態(tài)解除),達(dá)到關(guān)門電平時,Q13退出飽和,并引發(fā)另一次與第一穩(wěn)態(tài)過程相反的正反饋。Q12由截止再次變?yōu)轱柡蛯?dǎo)通,電路又返回到第一穩(wěn)態(tài),繼電器吸合,保護(hù)取消。
電路中R43為限流電阻,D3為繼電器反電動勢釋放二極管,以防反電動勢損壞Q12。另外.由于繼電器需要的吸合啟動電流較大,該電路在電阻R43兩端電路并聯(lián)了電容C22。繼電器吸合啟動前,電容被R43放電;Q12飽和導(dǎo)通瞬間,由于C22兩端電壓不能突變,啟動電流繞過R43的阻礙,經(jīng)C22直通,使繼電器迅速吸合。吸合后,C22也被充滿電,繼電器的維持電流經(jīng)R43衰減提供。C8為延時電容,R3l是C8的限流電阻。它們與R32、R30、Q13、R26組成延時電路,調(diào)整C8、R31值。可以改變延時時間。開機(jī)時,電源電壓通過C8、R3l提供給Q13、Q12組成的觸發(fā)器控制端。觸發(fā)器處在Q12截止?fàn)顟B(tài),繼電器不吸合,功率輸出電路暫時斷開,直到C8被充到一定電荷為止。
故障檢修:
當(dāng)繼電器不吸合,先檢查輸出端的中點電壓,若有直流輸出,則先檢修功放部份。若無直流輸出,繼電器仍不吸合,則故障在保護(hù)電路本身。著重檢查C8是否漏電,此電容漏電可能引起開機(jī)延時時間太長,或繼電器不吸合。其余故障的檢修方法可參考AV-2750。
3.維修注意事項
對于保護(hù)電路的維修,首行要弄清它的工作原理,找準(zhǔn)關(guān)鍵測量點,分清楚是保護(hù)電路本身的故障,還是功率放大的故障,不要盲目地給功放通電試機(jī),避免故障擴(kuò)大。最好是先用調(diào)壓器由低至高慢慢升高電壓,此過程中監(jiān)測輸出端有無直流電壓,如果有絕對值大于1V的直流電壓,說明可能存在功率管擊穿等情況,應(yīng)立即關(guān)閉電源。在沒有解決問題之前不要接入音箱,以免損壞??捎眉儇?fù)載代替音箱進(jìn)行維修,最后才接上音箱。