在音響電源設(shè)計(jì)中使用MC1723C電壓調(diào)節(jié)器芯片

【摘要】本文使用MC1723CP系列電壓調(diào)節(jié)芯片實(shí)現(xiàn)了音響系統(tǒng)電源供電的應(yīng)用，并簡要介紹了該芯片的技術(shù)參數(shù)和電源電路系統(tǒng)組成；提供了參考電路的設(shè)計(jì)；并從客觀技術(shù)參數(shù)和主觀聽感上對該音響電源進(jìn)行了評估。達(dá)到了預(yù)期的效果。在實(shí)際的音響產(chǎn)品電源開發(fā)中具有很重要的參考價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】MC1723C電壓調(diào)節(jié)芯片音響電源

引言

MC1723C是ON Semiconductor公司（原摩托羅拉公司）推出的一款帶載電流可以達(dá)到150mA的通用電壓調(diào)節(jié)芯片，電流輸出通過一個(gè)或多個(gè)大功率導(dǎo)通晶體管，可以達(dá)到數(shù)安培。電壓輸出調(diào)整最高可以達(dá)到37Vdc，適應(yīng)范圍非常廣泛。通過增加簡單的外圍電路就可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的電源設(shè)計(jì)，大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，簡化了電路，同時(shí)也提高了可靠性。

1 MC1723C電壓調(diào)節(jié)芯片簡介：

主要技術(shù)指標(biāo)如下：

輸入電壓范圍：9.5Vdc to 40Vdc

輸出電壓調(diào)節(jié)范圍：2Vdc to 37Vdc

輸出電流（沒有外部導(dǎo)通三極管）：150mA

工作溫度：0–70C

可調(diào)整的短路電流保護(hù)

封裝形式：PDIP 14腳，SOIC 14腳

下圖2為內(nèi)部電路參考圖：

Vcc和Vc為電源輸入管腳，Vo為電源輸出管腳。一般Vcc和 Vc連接在一起，如果內(nèi)部Vcc與Vo之間的三極管導(dǎo)通，同時(shí)Vc與Vo之間的三極管導(dǎo)通，Vo就會(huì)具有Vcc和Vc的輸出電壓值，可以輸出一定的電壓和電流。

管腳2是電流限流功能，管腳3是電流感應(yīng)腳，在管腳2和3之間連接一定的電阻值Rsc可以實(shí)現(xiàn)限制電流功能。通過電阻Rsc電流達(dá)到最大限值時(shí)，電阻兩端電壓會(huì)比較大。如果超過了腳2和腳3之間二極管的閾值后，二極管導(dǎo)通，電流就會(huì)不再流經(jīng)Vo而是經(jīng)過二極管到地，從而起到了保護(hù)的作用。

管腳6是參考電壓Vref引腳，一般典型的參考電壓值為7.15V，需連接一顆外部電容Cref可以穩(wěn)定參考電壓值。

管腳4和7是反向輸入端和非反向輸入端，如果他們之間的電壓有差值，芯片內(nèi)部電路會(huì)自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整。管腳13為補(bǔ)償端，通過一個(gè)電容連接到管腳4。

從以上的內(nèi)部圖分析可知，該芯片功能完善，輸出電流和電壓可調(diào)整范圍比較大，同時(shí)具備自動(dòng)調(diào)整電壓功能，還具有電流保護(hù)功能，比較適合音響電源使用。

2音響電源供電的要求和實(shí)際應(yīng)用方案：

從技術(shù)指標(biāo)上看，電源供電電壓處于37V級別，提供的供電范圍比較寬，可以提供+/-36V后級電源，+/-24V前級電源，+/-15V運(yùn)放電源，以及+/-5V解碼器電源。電流也提供了很大的余量，單芯片可以達(dá)到150mA，通過連接導(dǎo)通三極管可以增大電流。

下圖3為簡單應(yīng)用電路圖，輸出電流小于150mA。

比如設(shè)置Rsc = 6.6Ω，那么Isc為100mA。由于Vsense會(huì)隨著溫度的變化而變化，在室溫下+25C，Vsense為0.66V。數(shù)據(jù)手冊中提供了曲線，可以方便查到不同溫度下相應(yīng)的數(shù)值。

如果溫度上升Vsense相應(yīng)減少了，所以電流限值也相應(yīng)減少，溫度降低則電流限值增大。實(shí)際電路設(shè)計(jì)時(shí)，對于電阻Rsc的選取，應(yīng)充分考慮到溫度變化。

下圖5為大電流輸出的參考設(shè)計(jì)圖，通過連接導(dǎo)通三極管2N3055，輸出電流可以大于150mA。

該電路中，設(shè)置電阻Rsc為0.33Ω，通過計(jì)算輸出電流限值為1A。輸出電壓的計(jì)算方法為Vo = 7 *（12 K+ 10 K）/ 10K = 15.4V，如果設(shè)置R2或者R1為可調(diào)電阻，那么輸出電壓可以自由調(diào)節(jié)到很精密的范圍。

下圖6為負(fù)向電壓輸出的參考電路圖：

實(shí)際的電源電路中利用正負(fù)兩個(gè)電路圖5和圖6合并，再加上整流橋和濾波電容實(shí)現(xiàn)了+/-24V的供電輸出，同時(shí)具備了輸出大電流的能力。

3電路優(yōu)化及抗干擾措施：

由于輸出部分電容的大小會(huì)影響到電路的指標(biāo)，所以實(shí)際電路要對參考電路圖進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和修改，以達(dá)到抗干擾和更高指標(biāo)的目標(biāo)，同時(shí)成本也會(huì)相應(yīng)增加。

在輸入和輸出端增加了去耦電容，增強(qiáng)電路的抗干擾能力。為了穩(wěn)定輸出電壓，也適當(dāng)增加了輸出端的電容值，輸出端電容提高到1000uf用于穩(wěn)定輸出電壓，同時(shí)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)證明該電容不能省去，而且必須就近放置在導(dǎo)通三極管附近，越靠近導(dǎo)通三極管越好。

為了達(dá)到穩(wěn)定電壓的目的，可以適當(dāng)增加Cref連接到參考電壓兩端的電容，電容越大參考電壓越穩(wěn)定。信噪比也越高。下面為數(shù)據(jù)手冊的推薦值和相應(yīng)的信噪比參考數(shù)據(jù)，由此可見，Cref越大越好。

在布線上也應(yīng)考慮對稱性，可以達(dá)到比較精密電壓的輸出。同時(shí)也要考慮大功率導(dǎo)通三極管的散熱，如果導(dǎo)通三極管兩端壓降比較大，或者導(dǎo)通電流比較大，需加裝散熱片，以達(dá)到增強(qiáng)散熱的目的。

輸入端電壓的選擇需要考慮導(dǎo)通三極管的壓降不宜太大，否則會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)熱嚴(yán)重增加，同時(shí)應(yīng)根據(jù)輸出電流的設(shè)計(jì)值大小來決定輸入端濾波電容的大小。同時(shí)輸入電壓的值不宜太小，數(shù)據(jù)手冊規(guī)定應(yīng)大于9.5V，主要是因?yàn)檩斎腚妷罕仨毚笥趨⒖茧妷褐?，并有一定的余量?/p>

為了增加輸入電壓調(diào)節(jié)的靈活性，實(shí)際電路中使用可調(diào)電阻代替了R2，實(shí)現(xiàn)了輸出電壓的精密可調(diào)整。雖然增加了成本，但是對電壓的輸出可以實(shí)現(xiàn)了更精密的控制。

4實(shí)際使用評價(jià)

實(shí)際測量當(dāng)輸入電壓穩(wěn)定后電壓變化在MC1723之前為1.89mVac波動(dòng)，通過MC1723之后電壓變化的范圍為0.005mVac，電源變化范圍有效的減小了。

同時(shí)進(jìn)行了主觀聽感的測試。主觀聽感是指測試音響電源的測試者使用不同類型的音樂，對于新電源的器材運(yùn)用主觀聽感進(jìn)行評價(jià)。由于測試人員個(gè)體的差別，所以測試帶有一定的主觀性，盡量選取5位不用的測試員同時(shí)進(jìn)行測試，播放不同類型的音樂進(jìn)行測試，然后提煉出每個(gè)測試員的共同點(diǎn)，做總結(jié)。

測試員分別對不同的音樂類型進(jìn)行聆聽，對于新的電源給予的主觀評價(jià)如下：

1.音樂背景更加安靜，樂器細(xì)節(jié)浮凸，結(jié)像定位更加清晰。

2.聽小提琴有更多的細(xì)節(jié)，尤其是高頻細(xì)節(jié)。

3.鋼琴的泛音更加豐富，兩端延伸更好。

4.人聲的聲音表現(xiàn)稍微變的薄了一點(diǎn)，解析力提升了。

5.該電源適合放在模擬放大部分，同時(shí)一個(gè)音響器材中推薦更多使用。

總體主觀聽感的評價(jià)是正面的，有明顯的提升，達(dá)到的預(yù)期的目標(biāo)。

5結(jié)束語

MC1723CP是一款適應(yīng)性比較強(qiáng)的電壓調(diào)節(jié)芯片，本文使用該芯片實(shí)現(xiàn)了音響系統(tǒng)電源供電的應(yīng)用，并簡要介紹電源電路系統(tǒng)組成；提供了參考電路的設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)；并從客觀技術(shù)參數(shù)和主觀聽感上對該音響電源進(jìn)行了評估，達(dá)到了預(yù)期的效果。在實(shí)際的音響產(chǎn)品電源開發(fā)中具有很重要的參考價(jià)值。

作者簡介：寧金銥（1978-），男，碩士生。