正如大家所知,就訊號的放大性能來說,無疑的OCL擴大機的出現,使得擴大機臻於完美的境地。但是使用OCL擴大機,最教人頭疼的事,就是容易燒晶體、擊毀喇叭。為了防止類似危險的發生,在名廠機中,常有不同的保護措施。有些是在線路中,直接加入保護設計,稱為過載或短路保護,保護的範圍僅限於功率晶體而不及於喇叭。而且此類保護,如設計不當時,不免對音樂訊號的峯值有所影響。另外也有一些機種,只簡單地加上保險絲,但保險絲有很大的缺點,第一、數值要恰到好處,大了不保險,小了頻頻燒斷,好不煩人。第二、一般小電流保險絲,總含有一到數歐姆的「內阻」,此內阻往往把OCL機低輸出內阻的特性抹掉了。
因此,更妥善的作法,是加上繼電保護,其保護的著眼,必須顧慮到以下幾種情況:
第一、開機時,應待全機各部份電壓都到達正常後,繼電器才將喇叭接上,以免開機時,發生難聽的衝擊性雜音,甚至對喇叭有損。
第二、開機後,如果遇到輸出有短路或過載現象,當訊號輸入後立即可將輸出切掉以保護擴大機。
第三、開機後或使用中,一旦電路發生故障,使中點電位有所偏移,或輸出功率晶體無訊號電流太大,甚至輸入訊號太大,以致輸出有切割現象等狀況時,都要迅速跳開繼電器,對擴大機及喇叭產生雙重保護。
附圖的保護電路,乃針對以上顧慮而設計,可供四聲道擴大機使用。圖中虛線部分之內為線路板上的配線,對外共有十八個接點,分別為:
(1)~(8)接點,每兩點分別接於各聲道擴大機中上下兩個功率晶體中點電阻的近晶體端(功率擴大機之輸出級結構,須是如圖所示,為無論是全對稱準對稱,集極輸出射極輸出均可使用),在附圖中,只接了兩聲道。
(13)及(17)分別為正負電源,可分別接於OCL擴大機上的正負電源上,無須另備。但以電路各值的設計,最好用在正負25伏(40瓦輸出)以上的電路為宜,供電壓太低時,電路各值須略作修正。
(12)到(14)間接繼電器,繼電器之規格,如圖算得概為18伏30毫安直流起動。
(15)為接地點,可接到電源或功率輸出之地端。
(16)為備用探知點,此處可接於一具負壓之開關上,以測試保護線路是否能夠動作。在圖中空著不用。
以下,讓我們看看線路動作的情形:
開機時:
由於Q9基極上接有C7,C7須經R33充電,在充電未達一定值時,Q9處於截止狀態,繼電器為OFF,喇叭不通。及至C7上端電壓上升至Q9集流大於30毫安時,繼電器即ON。此充電時間,依電路常數計算,約為三秒鐘,已足夠避免擴大機開機瞬間對喇叭的衝擊了。
輸出中點偏移時:
線路中,左右聲道之輸出,分別經由R17、R18進入Q5 Q6基極。因Q5 Q6接成差動放大結構,具CMRR特性,即當交流訊號輸入時,訊號除了直接經由R17 R18可達Q6基極外,並經由C5 C6到達Q5之基極,當相同的訊號在Q5 Q6之基極出現時,此差動放大器便沒有輸出。而不影響其他晶體的動作,自然Q9仍保持導通狀態。但當擴大機輸出點電位偏離中點時,如果偏正,便使Q6導通。因二極體D9、D10、D11乃分別接於Q1、Q2及Q5、Q6其中任何一級導通,均將經由該二極體使Q7也導通,接著Q8導通,而令Q9截止,繼電器即切斷喇叭。如果輸出偏負時,將使Q6集極電阻負壓成份加大,而相等於Q5提高基極之正電位,此時,Q5導通,同將情形造成D10、D7、D8導通,Q9截止,繼電器即切去喇叭。
過激、過荷、無訊號電流太大或輸出級有問題時:
Q1、Q2的基極、射極分別經由R1、R2、R3、R4接到左右兩聲道功率輸出晶體之中點電阻上。在OCL擴大機中,擔功率輸出的二枚晶體,乃呈推挽工作狀態,即當上晶體導通時,下晶體為截止,其導通的晶體之中點電阻必生壓降,但如擴大機工作正常時,壓降甚少,不致令Q1導通。反之電路工作失常後,不管是屬於過激、過荷、短路、無訊號電流太大(靜止電流)或兩個晶體一齊被燒掉,其壓降均足使Q1導通,而Q1導通,D3、Q7、Q8也跟著導通,Q9截止,繼電器切去喇叭。
以上電路狀況,幾乎把OCL機可能發生的故障完全都考慮到了,堪稱是一個理想的OCL機繼電保護線路。此線路,如果想依樣仿製時,自然得依實際狀況(如使用電壓、晶體的HFE等)將有關的電阻作適當的修正,才能有適當的保護靈敏度。而修正這些電阻值恐怕得頗費一番工夫了。
最近,工雅實業有限公司(中和景平路431巷9之1號二樓)為配合該公司製售的AX-303擴大機套件,特依此線路亦裝配成套件。唯以將探知各點省略,改為二聲道使用。該套件之線路板設計,如附圖所示(請注意零件編號與線路不同),有興趣的朋友,不妨做為參考。
轉載音響技術第2期FEB. 1976 套件介紹/喇叭保護器/工雅
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