用降壓法檢修OCL電路靜態(tài)工作點(diǎn)故障

利海鋒

一、問題的提出

2014-2015學(xué)年第二學(xué)期，筆者負(fù)責(zé)2014級電子班的《音響技術(shù)》課程的教學(xué)任務(wù)。為了使學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，增加實(shí)操動(dòng)手機(jī)會(huì)，提高技能，筆者從市場上購來了30套同一型號(hào)的OCL電路（如圖1示）散件給學(xué)生檢測元件，再進(jìn)行組裝、調(diào)試、維修。元件發(fā)下去后，學(xué)生們都興趣高漲，小部分學(xué)生能按照老師的要求按部就班操作，最終做出一個(gè)能發(fā)出良好聲音的功放電路；一部分學(xué)生控制不了情緒，拿到元件未經(jīng)檢測就組裝、焊接，不調(diào)試就加負(fù)載通電試機(jī)，造成輕則不能發(fā)聲，重則燒壞揚(yáng)聲器或其它元件等嚴(yán)重故障；也有一部分學(xué)生在調(diào)試過程中，因?yàn)椴僮鞑划?dāng)，也造成類似故障。

經(jīng)過一段時(shí)間后，筆者檢查學(xué)生們組裝這套OCL電路的情況，發(fā)現(xiàn)30套電路只有約15套能夠發(fā)音，原來興致勃勃的學(xué)生因?yàn)樾薏缓秒娐芬沧兊脽o精打采。于是，筆者組織了幾個(gè)平時(shí)表現(xiàn)較好學(xué)生對那批OCL電路進(jìn)行檢修。在檢修過程中，筆者發(fā)現(xiàn)用電阻法判斷故障點(diǎn)，容易誤入歧途，繞了大圈才能確定具體故障位置；未完全排除故障，就盲目以額定電壓供電試機(jī)，更會(huì)將故障擴(kuò)大，損壞更多元件。

二、故障分析

完善的功放電路設(shè)有保護(hù)電路，靜態(tài)工作點(diǎn)異常，保護(hù)電路動(dòng)作，切斷電路，避免燒壞揚(yáng)聲器。但是，這套電路沒有設(shè)保護(hù)電路，輸出點(diǎn)靜態(tài)電壓嚴(yán)重偏離正常的0V電位，就會(huì)燒壞揚(yáng)聲器。例如，“額定功率5W，阻抗8Ω”的揚(yáng)聲器接在OCL電路上，如果輸出點(diǎn)電位由正常的0V變成了8V，揚(yáng)聲器的發(fā)熱功率達(dá)P=U2R=828=8（W），超過它的額定功率5W，時(shí)間稍長，就會(huì)燒毀。

輸出點(diǎn)靜態(tài)電位又為什么會(huì)偏離呢？這要從OCL的工作原理解釋。圖2是OCL電路簡圖，V1和V2是配對三極管，組成互補(bǔ)推挽電路。為了消除交越失真，應(yīng)為兩功放管提供一定的偏置，其中，V3組成電壓放大級，Rc為其集電極負(fù)載電阻， VD1、VD2正偏導(dǎo)通，和RP一起為V1、V2提供偏壓，使V1、V2在靜態(tài)時(shí)處于微導(dǎo)通狀態(tài)，即處于甲乙類工作狀態(tài)。此外，VD1、VD2還有溫度補(bǔ)償作用，使V1、V2管的靜態(tài)電流基本不隨溫度的變化而變化。正常情況下，電路連接良好，元件參數(shù)搭配恰當(dāng)，互補(bǔ)推挽電路上下對稱——V1、V2管的CE間分得電壓一樣，輸出點(diǎn)K的電位就是0V。但是，如果偏置電路出現(xiàn)虛焊，元件參數(shù)變化，或者元件極性裝反，就會(huì)改變V1、V2管的對稱狀態(tài)（一只處于飽和，一只處于截止），K點(diǎn)電位就會(huì)嚴(yán)重偏離0V，而變得接近其中一端的電源電壓。

部分學(xué)生態(tài)度不認(rèn)真，有的學(xué)生裝配前沒有檢測元件好壞、分清元件極性；有的學(xué)生焊接工藝也不好——出現(xiàn)虛焊或假焊；有的學(xué)生測量時(shí)操作不當(dāng)——損壞了個(gè)別元件，最終導(dǎo)致了裝配OCL電路的成功率那么低。

三、常規(guī)方法的不足

功放電路維修的常用方法有電阻法、電壓法、信號(hào)注入發(fā)、波形法等，靜態(tài)工作點(diǎn)故障的檢修常用電阻法和電壓法。由于OCL電路多采用直接耦合，很多元件是并聯(lián)在一起的，關(guān)聯(lián)性很大，所以用電阻法容易引起維修人員誤入歧途，繞了大圈才能確定故障位置。例如，圖1中C2和T4的集電極并聯(lián)，任何一個(gè)元件短路，都會(huì)使我們誤以為是另一個(gè)元件出現(xiàn)問題。并且，斷電情況下有時(shí)候用電阻擋檢測的元件沒有問題，但是在通電情況下，溫度、磁場等工作條件變化了，元件卻不能正常工作。電阻法檢修電路有一定局限性。用電壓法檢修電路比較好，只要能測量出電壓值，通過比較測量值和標(biāo)準(zhǔn)值（或典型值），很容易發(fā)現(xiàn)問題所在。在功放電路中多采用直接耦合，在未知具體故障或者沒有完全排除故障情況下以額定電壓供電，很容易引起新的故障。在維修這批問題OCL功放電路過程中，筆者和學(xué)生都出現(xiàn)過“更換了個(gè)別元件，以額定電壓供電，功放電路冒煙”這種低級錯(cuò)誤。后來，經(jīng)過不斷思考和嘗試，筆者發(fā)現(xiàn)維修功放電路比較穩(wěn)妥的方法是“降壓供電法”。

四、“降壓法”維修OCL電路

OCL功放電路（尤其是功放后級）有個(gè)優(yōu)點(diǎn)，就是供電電壓降低一半也能發(fā)聲。這樣做，會(huì)降低功放電路的輸出功率，但能保護(hù)電路的元器件。OCL電路的理想最大輸出功率為Pom=Vcc22RL，如果供電電壓為±24V，負(fù)載為8Ω，那么最大輸出功率為36W；如果供電電壓改為±12V，負(fù)載仍為8Ω，那么最大輸出功率為9W。圖2中，如果因?yàn)槟承┰蚴筕3飽和，V2也會(huì)飽和，V1截止，V1的CE間要承受的壓降是VCC+VEE，降低VCC和VEE ，V2 的集電極的飽和電流大大減少，V1的CE間要承受的壓降也會(huì)大大降低——只要實(shí)際的集電極電流不超過三極管的集電極最大允許電流ICM，實(shí)際電壓不超過集電極—發(fā)射極擊穿電壓Vceo，三極管就可以安全工作。

可以用兩種方法降低OCL電路的供電電壓：

一是采用直流穩(wěn)壓電源供電——可以使用實(shí)驗(yàn)室的可調(diào)穩(wěn)壓電源（如圖3示），也可以使用普通的臺(tái)式電腦的電源（如圖4示）——它可以提供多種電壓：+12V、+5V、+3V、-5V、-12V……額定供電電壓為±24V（或者更高）的功放電路在檢修時(shí)候可以接在電腦電源的±12V和GND的接線端上。

另一種方法是換“牛”法，家用功放機(jī)上的電源變壓器次級輸出通常是雙18V、雙24V或雙36V，如果功放機(jī)出現(xiàn)故障，我們也可以用次級為雙12V（或雙6V）的電源變壓器來暫時(shí)替換，經(jīng)過整流濾波后，直流電壓隨之降低。

由上述分析可知，“降壓法”是“電壓法”的具體化，適合用于OCL、OTL等功放電路的檢修——對供電電壓要求嚴(yán)格的電路不提倡使用“降壓法”檢修。

維修的時(shí)候，先用假負(fù)載（10W的8Ω水泥電阻）替換揚(yáng)聲器接到OCL功放電路的輸出端，再降壓供電，然后測量出關(guān)鍵點(diǎn)電位或者關(guān)鍵元件的電壓值，與標(biāo)準(zhǔn)值或典型值比較，將故障范圍縮小，結(jié)合電阻法很容易就能確定具體故障點(diǎn)位置。圖1的OCL功放電路的核心元件是T1～T10十只三極管，能根據(jù)三極管三個(gè)極的電位判斷三極管的工作狀態(tài)或好壞是維修人員必須掌握的技能。圖5是筆者總結(jié)出來的“三極管工作狀態(tài)判斷流程圖”：

五、效果與體會(huì)

在功放電路維修實(shí)踐中，筆者和學(xué)生們運(yùn)用“降壓法”，大大減少了通電燒件的情況。結(jié)合電阻法，排除OCL電路的靜態(tài)工作點(diǎn)故障所花時(shí)間縮短很多。更重要的是，學(xué)生維修功放電路的信心有所恢復(fù)，遇到功放故障不再畏首畏尾，逐漸培養(yǎng)起對“家電維修”的興趣。

目前的AV功放機(jī)型號(hào)眾多，電路形式多種多樣，教學(xué)上用到的功放電路是比較基本單一的，要提高維修AV功放機(jī)的技術(shù)需要我們不斷學(xué)習(xí)，不斷在維修實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。在電器維修領(lǐng)域，“方法技巧+經(jīng)驗(yàn)=成功排障”往往是成立的。

責(zé)任編輯何麗華endprint