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大电流场效应管功放制作

发布日期:2019-06-24 点击次数:81
     一种新型的mos管诞生了,这就是被称为超大电流场效应管的UHC-mos,这种mos管的单管输出电流达30A以上,输出电阻约50毫欧以下。首先在天龙PMA-S1功放上使用,一经推出就好评如潮,发烧友称赞其高音的透明度高得惊人,低频强劲有力。而当时这种器件即便在日本本国也很难购买得到,而在国内就更加无法目睹其芳容了。天龙功放亦将其功放管的型号磨去、煞有其事的打上自己编制的型号,就更让人觉得高深莫测了。场效应管功放以其温暖、甜润、松软而被发烧友推崇备至,然而,由于其输出电阻大、承受电流小而低频疲软、推力不足的毛病却挥之不去,如很多对管并联虽然改善了低频,但一方面造价成倍增长,二方面场效应管的配对在业内也是个难题。如金嗓子A-100每声道采用10对场效应管并联输出,虽然声音堪称完美,但其价格之高,也仅仅成为了一台概念机、形象机。十几年过去了,当年高深莫测的UHC-mos而今已成了大路货,如2sk851、2sk2967等新的10多元一个、而拆机的才2、3元一个,已经沦落到白菜价的水平了,真的是此一时、彼一时啊。为圆笔者一直的梦想,笔者踏破铁鞋,参阅众多电路,发现的确这种器件的成品电路不仅少,而且多有错漏,只得自己设计电路制作。为方便起见,通电后先检查输出端直流电位在10mv以下。将可变电阻调到最大,再逐步调小,让发射极0.22欧电阻电压为5mV左右,这时每管电流约25ma即可。再检查中点电位在10mv以下即可开声
                                                                                      
      机器一开声就有一种让人振奋的感觉,高音透明度极高,音场开阔、堂音丰富。人声极为亲切感人,而低频结实有力,硬度十足。声音却提高了几个档次,内心激动啊。音乐味、细腻度比日立、东芝场效应管有过之而无不及,特别是透明度高,而低音的力度比东芝管结实的多,和三肯管比感觉霸气少了点,但量感大,硬度足,控制力好。一对管可比美3、4对并联的效果。 管子看上去其貌不扬,但声音的确有惊人的表现,买的k851是拆机的,开启电压在3.2V左右,加上几个电阻。却享受到高级机种才有的效果,拆机的管子没有做配对工作,由于静态电流只有20ma已经很好声,目前室温15度,散热器即便在很大音量基本感觉不到热量。只有简单的温度补偿,暂时没感觉到问题。夏天温度可能高些,准备把温补管和大管固定在一起,只要不把静态电流调的很大,应该没问题。其实发烧友DIY搞甲类机,一是满足心理需要,二是被一些概念机误导了。其实甲类更多只是一个概念。因为现在的功率管高频开关特性已经非常理想了,甲乙类机加上负反馈,失真做到0.02%以下易如反掌。可以说正常的人耳是听不出甲类乙类的区别的。相反,由于发烧友条件有限DIY甲类机不仅机内温度高、所有器件的寿命大打折扣,而且电容、晶体管等元器件在这种恶劣环境下特性变差,反而失真更大。甲类和乙类声音会有区别,但是不是声音就变好了,其实绝对是一个疑问。
         高速大电流的功率场效应管驱动电路,包括驱动前置电路、图腾柱电路、驱动后置电路,所述的驱动前置电路包括电容C1,电阻R1、R2、R3,二极管D1以及三极管T1、T2;所述的图腾柱电路包括二极管D2、D3,电阻R4~R11,电容C2以及场效应管Q1和Q2;所述的驱动后置电路包括电阻R12~R13,二极管D4和D5、电容C3、场效应管Q3;驱动前置电路与驱动信号Vg相连,驱动后置电路与驱动对象Q3相连,图腾柱电路连接在驱动前置电路与驱动后置电路之间。该驱动电路结构简单、成本低廉,输出电流大、带负载能力强,可以满足特定情况下对场效应管高速低压大电流驱动的要求。随着电力半导体器件的发展,已经出现了各种各样的全控型器件,最常用的有适用于大功率场合的大功率晶体管(GTR)、适用于中小功率场合但快速性较好的功率场效应晶体管(MOSFET)以及结合GTR和功率MOSFET而产生的功率绝缘栅控双极晶体管。
       这些开关器件中,功率MOSFET由于开关速度快、驱动功率小、易并联等优点成为开关电源中最常用的器件。尤其在为计算机、交换机、网络服务器等通信电子设备提供能量的低压大电流开关电源中,由于其特殊要求,通常希望功率开关器件具有导通电流大、通态电阻低等特点,而对器件能承受的关断电压要求并不高。这样的器件已经陆续出现,如富士公司的 2SK2690,IR 公司的 IRF7822,IRFBL3703 等。
[0004]目前已有的这些专用驱动功率MOSFET和IGBT的集成驱动电路,不能满足高频且带负载能力极强的应用场合,如如EXB841速度太慢,最大开关频率只能达到40?50kHz,而IR2110和TPS2812输出最大电流仅2A。
      MOS管Ql和Q2都是功率MOS管,为了使输出驱动波形具有陡峭的上升沿和下降沿,MOS管Ql和Q2的开通关断时间应尽可能短。为保证MOS管Ql和Q2开通、关断时间短,必须使它们有快速充电回路,即PNP型三极管Τ2开通,NPN型三极管Tl关断,或快速放电回路,即PNP型三极管Τ2开通,NPN型三极管Tl关断,为得到快速的充放电回路,则必须尽量减小R4?R7的阻值,同时二极管Dl?D3均应使用快速二极管。为保证场效应管Ql和Q2不会直通,输出由低电平变为高电平时,应使N通道型MOS管Q2在P型通道MOS管Ql之前放电完毕,即在Q2关断之后Ql才开通;与此相应,当输出由高电平变为低电平时,应使MOS管Q2在Ql之前充电至门槛值,即在Ql关断之后Q2才开通。因此电路中电阻R4、R5的取值应比R6、R7小。
                                          
在得到了足够快的上升和下降速度的触发脉冲后,还应保证开通时以低电阻对栅极电容充电,关断时为栅极提供低电阻放电回路。因此在图1所示电路中,组成充电回路的电阻Rio、R12及组成放电回路的电阻Rll、R12均应较小。高速大电流的功率场效应管驱动电路,其特征在于,包括驱动前置电路、图腾柱电路、驱动后置电路,所述的驱动前置电路与驱动信号Vg相连,所述驱动后置电路与驱动对象Q3相连,所述图腾柱电路连接在驱动前置电路与驱动后置电路之间;所述的驱动前置电路由电容Cl,电阻Rl、R2、R3,二极管Dl以及三极管Tl、T2组成,所述的电容Cl接在驱动信号Vg与三极管T2的基极之间;所述的电阻Rl与电容Cl并联,所述的电阻R2接在三极管T2基极与发射极之间,所述的电阻R3接在三极管Tl的发射极与基极之间;所述的防反二极管Dl正极与三极管Tl的集电极相连,Dl负极与三极管T2集电极相连;所述三极管Tl为NPN型三极管,Tl的发射极与+12V的电压相连,所述的三极管T2为PNP型三极管。
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