一.300W音頻功放電路圖

選用MJL4281A（NPN）和MJL4302A（PNP），具有高帶寬，良好的SOA（安全工作區），高線性和高增益。驅動晶體管選用MJE15034（NPN）和MJE15035（PNP）。所有器件的額定電壓為350V。

輸出三極管選用MJL4281A（NPN）和MJL4302A（PNP），具有高帶寬，良好的SOA（安全工作區），高線性和高增益。驅動晶體管選用MJE15034（NPN）和MJE15035（PNP）。所有器件的額定電壓為350V。

性能指標：

8Ω4Ω電壓增益27dB27dB功率（連續）153W （240W）240W （470W）峰值功率 - 10 ms185W （250W）344W （512W）峰值功率 - 5 ms185W （272W）370W （540W）輸入電壓1.3V （2.0V） RMS1.3V （2.0V） RMS噪聲 *-63dBV （ref. 1V）-63dBV （ref. 1V）S / N比 *92dB92dB失真0.4%0.4%失真 （@ 4W）0.04% （1 Khz）0.04% （1 Khz）失真 （@ 4W）0.07% （10 kHz）0.07% （10 kHz）擺率》 3V/us》 3V/us

300W音頻功率放大器電路原理圖

300W音頻功率放大器電源線路圖

二.由STK3152Ⅲ組成的300W功放電路

前置放大電路

信號輸入采用平衡與不平衡兩種方式，平衡輸入電路由運放NE5532及外圍電路組成，不平衡輸入直接送人STK3152Ⅲ的1腳和15腳，經STK3152Ⅲ放大后的信號分別由5、6、10、11腳輸出，2、14腳分別為兩個聲道的負反饋輸入端NF。

電源電路

功率放大電路

每聲道采用了8對日本東芝生產的發燒級大功率對管，以保證足夠的電流驅動能力。制作時也可根據實際需要選取合適的功率管數量。圖8對應的印板圖見圖9。由于工作電流較大，整流濾波部分沒有采用印板，而是采用直接搭焊的形式。功放保護電路選用了日本NEC公司生產的功放揚聲器保護專用集成電路，采用單列8腳直插式塑封結構。具有開機延時，抑制直流漂移，防止輸出過載和關機沖擊等保護功能。開機時+56～80V經33kΩ、39kΩ電阻向7腳供電，但100μF電容要充電，直 到7腳升到足夠高，6腳才能使繼電器動作，揚聲器接通。這個時間就是開機延時時間，調整電容值即可令其有適中的延時時間。2腳為中點直流電位檢測端，4腳為關機檢測端，1腳為過載檢測端。

制作與調試

輸入與電壓放大級只要元器件質量及數據滿足要求，照圖裝配即可。末級推動管及STK3152Ⅲ和功率管均應配上合適的散熱器。末級印板上的電源和輸出部分銅箔應

燙上1mm以上的錫。調整4.7kΩ可調電阻使末級靜態電流為80mA即可。調整保護電路中0．1Ω／5W取樣電阻，使在正常使用時稍過額定功率時繼電器動作為宜。電源變壓器的數據標于圖上。本機的技術參數如下：最大輸出功率300W（8Ω），總諧波失真小于0.03％，滿功率的頻率響應20Hz～20kHz為士0.05dB，轉換速率為14V／ms。以上是在電源電壓為土80V時的值，如采用±56V時功率為150W（8Ω），其他數據不變。

三.用STK6303的300W功放電路原理圖

STK6303是三洋公司的一種大功率厚膜集成電路，一塊電路分成A、B兩面，在國內尚很鮮見，至今尚未查到其內部電路原理圖。估計是專用于某些進口大功率變頻調速用電機伺服。通過反復試驗，發現用其B面做后級功放的電流放大，用發燒運作激勵，再用二個型號為AA12480、輸出為DC36V、4.2A的進口開關精密穩壓電源，作成一款發燒功放，效果極佳。

電路如圖3.53所示，這是一部極簡潔的準直流BTL300W合并功效。其中ICLA為負反饋式音量控制，增益約為0~10倍可調。IC1B增益為1的反相器，IC3、IC4分別為STK6303F，接成準直流功放模式，增益約15倍，且與上述電路配合，接成BTL形式，輸出靈敏度約為150MV，可在4歐負載得到約300W的不失真功率輸出，足以推動任何家用

大功率音箱。

該放大器裝配簡單，不用調試，其開關電源自帶過壓過熱過渡保護。裝配時注意厚膜電路的散熱一定要良好、有條件最好能用儀表風扇強制作風冷。

四.300W的功放-LM4702

M4702是為對音質有高要求且需求大功率輸出的消費者應用而設計的。放大器的輸出功率大小可根據供給電壓和輸出設備數量的變化進行調整。采用LM4702設計的音頻放大器每個聲道能夠在8Ω負載上輸出超過300W的功率。

LM4702內含有過熱保護電路，當溫度超過150℃時它會停止工作。另外，LM4702有靜音功能，啟用后會減弱輸入驅動信號，并使放大器輸出變為靜音狀態。

一、功能特性

LM4702共有3個等級，在應用程序和性能水平方面跨越了很大的范圍。LM4702C針對高音質、大功率的應用；LM4702B（已有樣品）可應用更高的工作電壓；LM4702A（正在試驗中）定位為最高端的應用，有著最高的工作電壓。這3個等級都擁有超寬的工作電壓，其中LM4702A為±20～±100V，LM4702B為±20～±100V，LM4702C為±20～±75V。其等效噪聲為3uV，PSRR為110dB，THD為0.001％。除此之外，LM4702還擁有一些優異的特性，如輸出功率可調節、外接元件少、外接補償、熱保護和靜音等。它們可廣泛用于汽車音響、AV家庭影院、Hi-Fi音響、舞臺音響和工業控制等。

圖1為LM4702的外觀和引腳，圖2為LM4702的典型應用電路。圖3為其THD+N與輸出功率圖。

1.靜音功能

LM4702的靜音功能由流入靜音引腳的電流流量來控制。如果流入靜音引腳的電流小于1mA，芯片處于靜音狀態。這可以通過短路到地或懸空靜音引腳來實現。如果流入靜音引腳的電流在1～2mA，芯片將處于播放模式。這可以通過電阻（Rm）將電源連接到靜音引腳（Vmute）來實現。流入靜音引腳的電流可以由公式

Imute=（Vmute-2.9）/Rm來計算。例如，如果5V的電源通過1.4kΩ的電阻連接到靜音引腳上，那么靜音電流將為.5mA，在指定范圍中。同樣可以使用Vcc為靜音腳供電，此時Rm需要相應地重新計算。目前不推薦使用流入靜音引腳的電流大于2mA，因為這樣LM4702可能會受到損壞。

強烈推薦在靜音與播放模式之間迅速轉換這個功能，它可通過撥動開關實現，撥動開關一邊連接到靜音引腳，另一邊通過電阻連接到地或電源上。緩慢增加靜音電流可能會導致直流電壓產生在LM4702的輸出上，致使喇叭損壞。

2.熱保護

LM4702有完整的熱保護系統來防止系統長時間工作所帶來的熱壓。當芯片內部的溫度超過150℃的時候，LM4702自動關閉，當芯片內部的溫度降低到145℃時又開始工作，如果溫度繼續升高到150℃，芯片又繼續關閉。因此，如果發生短暫故障，芯片允許發熱到一定的高溫，但如果是持續的故障，就有可能導致它工作在一個145℃～150℃的熱開合工況下。這樣一來，通過循環極大地減輕了芯片的熱壓力，從而大大改善了持續故障情況下的可靠性。因為晶圓溫度與散熱器的溫度直接相關，所以散熱器必須經過選擇，以保證在正常狀態下過熱開關不會觸發。如使用成本和空間所允許的最好散熱器，則可以保證任何半導體設備長時間穩定地工作。

3.功耗和散熱

在播放模式時，它的工作電流是常量，與輸入信號幅度無關。因此，功耗對于給定的電壓是一定的，可以用公式PDMAX=Icc×（Vcc-Vee）來表示。對PDMAX的一個快速計算方法是：在電流約為25mA的時候，用整個電壓與它相乘即可（電流在工作范圍內會有微小的變化）。

對高功率放大器的散熱器進行選擇完全是為了將晶圓的溫度保持在一定的水平上，以保證在一定的水平上熱保護系統不被觸發。晶圓與外界空氣間的熱阻θJA（JunctiontoAmbient）與環境相關，它由3個熱阻組成，分別為θJC（晶圓到封裝外殼）、θCS（封裝外殼到散熱片）、θSA（散熱片到環境）。θJC在LM4702中為0.8℃/W。使用耐熱合金后，θCS大約為0.2℃/W。因為熱流（功耗）類似于電流流動，所以熱阻就像電阻，溫度的降低就像電壓下降。LM4702的功耗也可表示為：

PDMAX=（TJMAx-TAMB）/θJA

當TJMAx=150℃時，TAMB是系統的環境溫度，且θJA=θJC+θCS+θSA散熱片的最大熱阻θSA為

θSA=［（TJMAX-TAMB）-PDMA×（θJC+θCS）］/PDMAX

再次說明，θSA的數值與系統設計師對放大器的要求有關。如果放大器的環境溫度高于25℃，那么在其他條件不變的情況下散熱器的熱阻需要更小一些。

4.外部器件的恰當選擇

為了滿足應用的設計要求，應對外部器件進行恰當的選擇。下面就來談談外圍器件數值的選擇將影響增益和低頻響應。每個非反向放大器的增益都是由電阻RF和Ri決定的，如圖2所示。放大器的增益可表示為

Av=1+Rf/Ri

為了獲得最好的信噪比表現，可以使用更低的電阻值。Ri通常采用1kΩ，然后再根據設計的放大倍數來確定Rf的值。對于LM4702，放大倍數必須不小于26dB，如果小于26dB將是不穩定的。Ri與Ci串聯（如圖2所示）構成了一個高通濾波器，低頻響應就由這兩個元件來決定。這個-3dB的頻率點可以由下式來得到

fi=1/（2πRiCi）

如果一個輸入耦合電容被用來阻斷來自輸入的直流，那里將會產生一個高通濾波器（CIN與RIN的結合）。當使用輸入耦合電容時，必須用RIN來設置放大器輸入端的直流偏置點。CIN與RIN結合后產生的-3dB頻率響應可以由下式來表示

fIN=1/（2πRINCIN）

當輸入端懸空時，在輸出端有可能會觀測到RIN值的大幅變化。減小RIN的值或輸入平穩就可以使這種變動消失。在RIN減小的時候，CIN應該相應加大以保證-3dB的頻率響應不變。

5.用作雙極性輸出時避免熱失控

當對LM4702使用雙極性晶體管作輸出級的時候（如圖2所示），設計者必須注意熱失控的問題。熱失控是由于對Vbe（晶體管的固有性質）的溫度依賴所造成的。當溫度上升時，Vbe下降。實際上，電流流過雙極性晶體管的時候加熱了晶體管，但又降低了Vbe，這又反過來增加了電流強度，并且開始循環這個過程。如果系統沒有恰當的設計，這種正反饋機制將會毀壞輸出級的雙極性晶體管。第一種推薦方法是在雙極性輸出晶體管上使用散熱器來避免熱失控，這將使晶體管的溫度降低。

第二種推薦方法是使用發射極負反饋電阻（EmitterDegenerationResistor，圖2中的Re1、Re2、Re3、Re4）。當電流增加的時候，發射極負反饋電阻的電壓也在增加，這樣便可減小基極與發射極之間的電壓。這種機制可以幫助限制電流，并中和熱失控。

第三種推薦的方法是使用一種“Vbe乘法器”來鉗位雙極性輸出級，如圖2所示。這種Vbe乘法器包括了一個雙極性晶體管（Qmult，如圖2所示）和兩個電阻，一個從基極到集電極（圖2中的Rb2和Rb4），另一個從基極到發射極（圖2中的Rb1和Rb3）。從集電極到發射極的電壓（同時也是輸出級的偏置電壓）Vbias=Vbe（1+Rb2/Rb1），這也就是為什么這個循環叫做Vbe乘法器的原因。當Vbe乘法器晶體管Qmult像雙極性輸出晶體管一樣連接散熱器時，它的溫度將與輸出晶體管的溫度同步。它的Vbe也與溫度有關，所以當輸出晶體管使它變熱時，它將吸收更多的電流。這將限制基極進入輸出晶體管的電流，從而中和熱失控。

表1為LM4702C工作電壓在±75V和±50V時的電氣特性。表2為LM4702A、B工作電壓在±100V時的電氣特性。

表1LM4702C的電氣特性

（Imute=1.5mA，除非特別說明，否則TA=25℃）

注：1.典型值在25℃下測定，代表參數的標準。

2.測試范圍保證美國國家半導體公司的平均出廠質量水平。

3.數據的最大/最小規格范圍得到設計、測試和統計分析的保證。