一、有源音箱:集成化与便捷性的完美结合
有源音箱,顾名思义,是内置功率放大器的音箱系统,涵盖了多媒体电脑音箱、有源超低音箱以及新兴的家庭影院有源音箱等品类。这类音箱因内部配备功放电路,免去了使用者在功放与音箱匹配上的繁琐考量,能够便捷地通过较低电平的音频信号直接驱动。需要强调的是,有源音箱的 “源” 实质指向的是功放,而非简单理解为电源。毕竟,现实中存在一些虽需插电源却依然依赖外部功放驱动的音箱。


具体而言,有源音箱在箱体内部集成了与喇叭精准匹配的功放,这些功放专为驱动箱内喇叭而设计,经过精细的匹配调校,能够高效地推动喇叭发声,让使用者无需为功放功率、阻抗匹配等问题烦恼。此外,箱体内还配备了电子分频器,该分频器位于放大器前端,可对音频信号进行预先分频处理。每台功放仅需专注于特定频率段的声频信号放大,如此一来,不仅提升了放大器的工作效率,还有助于降低失真,优化音质表现。
传统的 Hi-Fi 音响系统则有所不同,其各个环节相对独立,依赖各类连线构建完整的音响体系。在这一系统架构中,音源被细分为数字部分与解码部分,前者负责输出数字信号,后者承担数 / 模转换任务。功放部分亦被划分为前置放大器与后级放大器。前置放大器主要肩负信号电压放大、音量调控、多路音源切换、音调修饰以及阻抗匹配等多功能集成,而后者则专注于功率放大环节,以确保音频信号具备足够的能量驱动喇叭发声。
二、升压型开关电源电路:保护二极管的关键作用
在升压型开关电源电路中,PFC 电感 L 与 MOS 开关管 Q 的协同配合至关重要。当 MOS 开关管 Q 处于导通状态时,PFC 电感 L 储存能量;而当开关管截止时,电感 L 两端感应出右正左负的电压,借助升压二极管 D1 将储存的能量传递给大滤波电容进行充电,进而实现能量的输出。值得注意的是,Boost 升压 PFC 电感 L 上并联了一个二极管 D2,该二极管的主要作用在于降低开机瞬间浪涌电压对电容的冲击。
每次电源开关接通时,加于电感上的电压可能是交流正弦波的任意瞬时值。倘若在电源开关接通瞬间恰逢正弦波的最大值峰点附近,那么电感所承受的是一个突变的电压,这将导致电感 L 产生极大的自感电势,其值可能达到所加电压的两倍以上,并形成较大的电流对后续电容进行充电。这种情况下,轻则引发输入电路的保险丝熔断,重则造成滤波电容及斩波开关管 Q 的击穿损坏。


而通过设置保护二极管 D2,在电源接通瞬间,D2 导通并对电容 C 充电,从而显著减小流过 PFC 电感 L 的电流,使得产生的自感电势也大幅降低,进而减少对滤波电容和开关管的危害以及保险丝熔断的风险。尽管也有观点认为其作用是减少浪涌电压对升压二极管的冲击,通过分流一部分 PFC 电感和升压二极管支路的电流,对升压二极管起到保护作用,但这些解释存在一定的争议。
实际上,PFC 电路中大的储能滤波电容 C 与 PFC 电感 L 是串联连接的。由于电感 L 上的电流无法突变,PFC 电感本身对大滤波电容 C 的浪涌电流具有一定的限制作用,并不会出现如观点所述的 “电源开关接通瞬间电感 L 上产生极大的自感电势时电容的充电情况”。这是因为自感电势的方向是左正右负,这一观点在逻辑上存在疑问。当并联保护分流二极管 D2 之后,由于该支路未受电感限制,反而可能对滤波电容造成更大的冲击。实践结果也表明,去除二极管 D2 后,电容 C 上的浪涌冲击反而有所减小。
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