計算音頻電平的公式

    RMS 在音頻功率方面用詞不當，因為該值在技術上不是功率波形的計算 RMS 值。可以寫另一篇關于如何指定音頻放大器的復雜性的文章。了解額定放大器功率水平的行業(yè)標準不一定明確電源要求在峰值和連續(xù)功率方面是什么。

    例如，考慮用于 400W 音頻放大器的 LLC 串聯(lián)諧振轉換器 (LLC-SRC) 設計。如果沒有音頻系統(tǒng)的先驗知識，您就可以設計出出色的 400 W 電源。但是當需要為放大器加電時，電源出現(xiàn)故障，或者音頻質(zhì)量很差。LLC 轉換器增益曲線通常根據(jù)ZD負載進行設計，并在ZX線路條件下在串聯(lián)諧振頻率附近工作。這種方法通常會產(chǎn)生完美的 400-W LLC-SRC，但在實際音頻系統(tǒng)中，峰值功率實際上會大于放大器的 400-W 額定值。在開始電源設計之前，至少應指定連續(xù)功率和峰值功率。

    對于 400 W 放大器示例，消費類產(chǎn)品播放壓縮音樂的適當功率水平可以是 200 W 的連續(xù)功率和 800 W 的峰值功率，持續(xù) 15 毫秒。這代表 12 dB 的波峰因數(shù)，這是處理音樂的典型值。未處理的音頻大約為 18-20 dB，電影音頻可能大于 20 dB。Z終，峰值功率與連續(xù)功率之比取決于具體應用，因此在設計過程的早期明確定義這些非常重要。不同負載水平的持續(xù)時間要求也有助于優(yōu)化設計。請記住，需要考慮音頻放大器的效率，因為放大器中會有損耗，從而導致電源負載更高。

    規(guī)格確定后，您可以繼續(xù)進行電源設計。根據(jù)地區(qū)和應用的電源質(zhì)量標準，您可能需要一個功率因數(shù)校正 (PFC) 電源來進行這種功率級別的設計。PFC 前端將提供穩(wěn)定的 400VDC 總線，用作 LLC-SRC 的輸入。

    與大多數(shù)諧振轉換器一樣，設計 LLC-SRC 的DY步是選擇諧振回路組件。這將設置諧振頻率并塑造增益曲線。在這一步，確保輸出電壓可以達到峰值功率水平。如果諧振回路不能達到所需的增益，則輸出電壓將在音頻峰值下降，從而降低音頻質(zhì)量或關閉放大器。對于輸出電容器而言，峰值功率持續(xù)時間要求通常太長，無法保持輸出電壓，因此電源需要能夠實際提供整個峰值負載。

    在峰值增益上增加一些額外的空間。變壓器結構的物理限制并不總是達到確切的匝數(shù)或電感數(shù)。對于需要達到高峰值功率的音頻設計，使用分立諧振電感器來確保更JQ的諧振和磁化電感是有利的。

    在峰值功率下，選擇額定處理峰值電流的組件很重要。在設計磁性元件時，請確保它們不會飽和。在連續(xù)功率下，重要的是根據(jù)連續(xù)熱性能選擇組件和封裝。設計人員可以縮小一些封裝的尺寸，并使用 PCB 進行熱管理而不是散熱器。

    與任何 LLC-SRC 一樣，增益曲線的整形是一個迭代過程。嘗試達到特定的工作頻率、諧振電流和電壓并在峰值和連續(xù)功率水平之間平衡設計是一項挑戰(zhàn)。在進行計算時，您需要調(diào)整磁化電感、諧振電感、匝數(shù)比和諧振電容。100 kHz 是硅基設計的常見諧振頻率目標。對于音頻應用，連續(xù)功率工作點的目標頻率為 100 kHz 是有意義的。圖 2顯示了針對上述示例的增益曲線。工作頻率范圍為 83–139 kHz。