【功放有什么保护电路】主功率放大器保护电路，理解

保护电路通过电路控制手段保护电路中的组件或组件，防止电路出现异常时这些组件或组件受损。保护电路是电路中常用的电路。

保护电路的种类很多，但保护电路的基本工作原理是相似的。这里以功率放大器保护电路为例，说明了保护电路的工作原理。

保护电路基本格式

重要提示

保护电路主要有三种形式。

(1)信号截止保护电路。

(2)断电保护电路。

(3)负载切断保护电路。

1.信号截止保护电路

图4-26是当主功率放大器输出大信号时，在检测电路中检测并放大该过载信号后，控制主功率放大器输入信号宽度的信号截止保护电路框图。减少对主功率放大器的输入信号，以达到保护目的。

图4-26信号截止保护电路框图

2断电保护电路

图4-27是通过直接切断主功率放大器的直流工作电压，使主功率放大器没有输出信号，从而达到保护目的的断电保护电路框图。

图4-27断电保护电路框图

负载切断保护电路

图4-28示出了负载切断保护电路，在电路故障时，利用继电器切断扬声器电路，以达到保护目的。

图4-28负载切断保护电路

过电压保护电路和过载保护电路

主功率放大器的保护电路主要是过电压保护电路和过载保护电路，部分功率放大器集成电路的内部电路包括过热保护电路等。为了便于电路分析，这里列举了几个由分立部件组成的保护电路。

1.过电压保护电路

图4-29显示了过电压保护电路。在电路中，VT1、VT2是主功率放大器的两个输出管道。VZ1和VZ2是稳压二极管——保护管。

图4-29过电压保护电路

该电路的工作原理是，VZ1、VZ2的屈服电压比DC工作电压V略大，因此在正常工作时VZ1、VZ2不会破裂，相当于开路。偶然发生高电压时，VZ1、VZ2穿透，钳制电压，达到保护功率放大输出管道的目的。

2过载保护电路

图4-30示出了称为电流限制的过载保护电路。在电路中，VT3~VT6构成复合互补对称功率放大输出电平电路，VT1、VT2、VD1、VD2和R8、R9等构成过载保护电路。其中R8和R9是采样电阻，其值非常小。

图4-30限流过载保护电路

该电路的原理是：当电路正常工作时，VT5、VT6电流通过采样电阻R8、R9时不大，R8、R9处的压降不大，R6、R7将这些压降分别加到VT1、VT2基座上，不足以使VT1、VT2通。

由于负载短路或其他原因，当VT5、VT6操作电流较大时，添加到VT1基座的信号较大(正伴奏信号)，VT1被传递，VT1和VD1被传递，输入信号Ui被分割，净输入VT3和VT5的信号大大减少。同样，添加到VT2基地的是VT2和VD2对UI进行分类，大大减少净输入VT4、VT6的信号，从而保护输出管道，这是足够的负伴奏信号。

变更电路中R6、R7的阻抗大小时，会调整保护电路的动作层级大小。

聚合开关保护电路

一些功率放大器配备了最新的保护装置，即正温度系数的聚合开关(Ploy Switch)。电路过载时，通过聚合开关的电流增加，会在极短的时间内显示高电阻状态，从而限制通过扬声器的电力。

流，达到保护目的。

1.聚合开关外形特征和特性

图4-31所示是聚合开关实物图，它有两根引脚，不分正、负极性。

图4-31 聚合开关实物图

聚合开关的主要材料是高分子及导电材料，它在动作后形成高阻状态(可达30MΩ)，在故障消失后能自动恢复到低阻状态，在正常工作时(常温下)其阻值极小，它对电路的插入损耗小于0.1dB。聚合开关本身无任何感抗或容抗，所以特别适合用于音响电路中作为过电流保护元器件。

重要提示

当电路中出现过电流故障时，流过聚合开关的电流增大，这时它的温度升高，使材料内部的分子晶体排列结构扩张并转换成非晶体状态，高分子材料中的导能路径断开，聚合开关阻抗迅速升高，起到限制电路中电流的作用。

图4-32所示是聚合开关的温度-阻抗特性曲线。从曲线中可以看出，当温度达到一定值后，聚合开关的阻抗迅速增大。聚合开关动作前与动作后的阻抗之差达几个数量级。

图4-32 聚合开关的温度- 阻抗特性曲线

2.3种保护状态

根据电路设计不同，在聚合开关进入保护状态后，扬声器的保护状态有3种情况：一是音量明显减小，二是没有音量，三是当音量大到一定程度后音量不再继续增大。

3.串联式保护电路

图4-33所示是采用聚合开关构成的串联式扬声器保护电路。在正常时聚合开关的电阻很小。当流过聚合开关的电流大到一定程度时，它呈现高电阻状态，限制流入扬声器中的电流，达到保护扬声器的目的。要注意的一点是，在任何特定电流时聚合开关的动作时间必须短于该电流下损坏扬声器所需的时间，否则就没有保护作用。

图4-33 采用聚合开关构成的串联式扬声器保护电路

4.分流式保护电路

图4-34所示是采用聚合开关构成的分流式扬声器保护电路，R1为分流电阻，R2为聚合开关。在正常时，由于聚合开关R2的电阻很小，所以电阻R1不起作用，通过扬声器的电流由R2提供通路。当电流异常增大时，R2的阻值增大，此时R2与扬声器相串联，R2起到限流保护的作用。

图4-34 采用聚合开关构成的分流式扬声器保护电路

重要提示

这种保护电路中的聚合开关动作后，扬声器仍然能够获得功率，只是起到限制扬声器功率的作用，扬声器的功率基本不再增大。

5.分流灯泡式保护电路

图4-35所示是采用聚合开关构成的分流灯泡式扬声器保护电路，它的保护原理与前面一种电路相似，但是由于灯泡HL的正温度系数效应，电流愈大，灯泡的电阻愈大，对电流的限制作用愈强，使扬声器获得的功率增长比电阻分流型电路更为平坦。这一保护电路也是只起到限制扬声器功率的作用，使扬声器的功率基本不再增大。

图4-35 采用聚合开关构成的分流灯泡式扬声器保护电路