在音响电源设计中使用MC1723C电压调节器芯片

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　　【摘要】本文使用MC1723CP系列电压调节芯片实现了音响系统电源供电的应用，并简要介绍了该芯片的技术参数和电源电路系统组成；提供了参考电路的设计；并从客观技术参数和主观听感上对该音响电源进行了评估。达到了预期的效果。在实际的音响产品电源开发中具有很重要的参考价值。
　　【关键词】MC1723C电压调节芯片音响电源
　　引言
　　MC1723C是ON Semiconductor公司（原摩托罗拉公司）推出的一款带载电流可以达到150mA的通用电压调节芯片，电流输出通过一个或多个大功率导通晶体管，可以达到数安培。电压输出调整最高可以达到37Vdc，适应范围非常广泛。通过增加简单的外围电路就可以实现一个完整的电源设计，大大缩短了设计时间，简化了电路，同时也提高了可靠性。
　　1 MC1723C电压调节芯片简介：
　　主要技术指标如下：
　　输入电压范围：9.5Vdc to 40Vdc
　　输出电压调节范围：2Vdc to 37Vdc
　　输出电流（没有外部导通三极管）：150mA
　　工作温度：0–70C
　　可调整的短路电流保护
　　封装形式：PDIP 14脚，SOIC 14脚
　　下图2为内部电路参考图：
　　Vcc和Vc为电源输入管脚，Vo为电源输出管脚。一般Vcc和 Vc连接在一起，如果内部Vcc与Vo之间的三极管导通，同时Vc与Vo之间的三极管导通，Vo就会具有Vcc和Vc的输出电压值，可以输出一定的电压和电流。
　　管脚2是电流限流功能，管脚3是电流感应脚，在管脚2和3之间连接一定的电阻值Rsc可以实现限制电流功能。通过电阻Rsc电流达到最大限值时，电阻两端电压会比较大。如果超过了脚2和脚3之间二极管的阈值后，二极管导通，电流就会不再流经Vo而是经过二极管到地，从而起到了保护的作用。
　　管脚6是参考电压Vref引脚，一般典型的参考电压值为7.15V，需连接一颗外部电容Cref可以稳定参考电压值。
　　管脚4和7是反向输入端和非反向输入端，如果他们之间的电压有差值，芯片内部电路会自动进行调整。管脚13为补偿端，通過一个电容连接到管脚4。
　　从以上的内部图分析可知，该芯片功能完善，输出电流和电压可调整范围比较大，同时具备自动调整电压功能，还具有电流保护功能，比较适合音响电源使用。
　　2音响电源供电的要求和实际应用方案：
　　从技术指标上看，电源供电电压处于37V级别，提供的供电范围比较宽，可以提供+/-36V后级电源，+/-24V前级电源，+/-15V运放电源，以及+/-5V解码器电源。电流也提供了很大的余量，单芯片可以达到150mA，通过连接导通三极管可以增大电流。
　　下图3为简单应用电路图，输出电流小于150mA。
　　比如设置Rsc = 6.6Ω，那么Isc为100mA。由于Vsense会随着温度的变化而变化，在室温下+25C，Vsense为0.66V。数据手册中提供了曲线，可以方便查到不同温度下相应的数值。
　　如果温度上升Vsense相应减少了，所以电流限值也相应减少，温度降低则电流限值增大。实际电路设计时，对于电阻Rsc的选取，应充分考虑到温度变化。
　　下图5为大电流输出的参考设计图，通过连接导通三极管2N3055，输出电流可以大于150mA。
　　该电路中，设置电阻Rsc为0.33Ω，通过计算输出电流限值为1A。输出电压的计算方法为Vo = 7 *（12 K+ 10 K）/ 10K = 15.4V，如果设置R2或者R1为可调电阻，那么输出电压可以自由调节到很精密的范围。
　　下图6为负向电压输出的参考电路图：
　　实际的电源电路中利用正负两个电路图5和图6合并，再加上整流桥和滤波电容实现了+/-24V的供电输出，同时具备了输出大电流的能力。
　　3电路优化及抗干扰措施：
　　由于输出部分电容的大小会影响到电路的指标，所以实际电路要对参考电路图进行相应的调整和修改，以达到抗干扰和更高指标的目标，同时成本也会相应增加。
　　在输入和输出端增加了去耦电容，增强电路的抗干扰能力。为了稳定输出电压，也适当增加了输出端的电容值，输出端电容提高到1000uf用于稳定输出电压，同时实际经验证明该电容不能省去，而且必须就近放置在导通三极管附近，越靠近导通三极管越好。
　　为了达到稳定电压的目的，可以适当增加Cref连接到参考电压两端的电容，电容越大参考电压越稳定。信噪比也越高。下面为数据手册的推荐值和相应的信噪比参考数据，由此可见，Cref越大越好。
　　在布线上也应考虑对称性，可以达到比较精密电压的输出。同时也要考虑大功率导通三极管的散热，如果导通三极管两端压降比较大，或者导通电流比较大，需加装散热片，以达到增强散热的目的。
　　输入端电压的选择需要考虑导通三极管的压降不宜太大，否则会导致系统发热严重增加，同时应根据输出电流的设计值大小来决定输入端滤波电容的大小。同时输入电压的值不宜太小，数据手册规定应大于9.5V，主要是因为输入电压必须大于参考电压值，并有一定的余量。
　　为了增加输入电压调节的灵活性，实际电路中使用可调电阻代替了R2，实现了输出电压的精密可调整。虽然增加了成本，但是对电压的输出可以实现了更精密的控制。
　　4实际使用评价
　　实际测量当输入电压稳定后电压变化在MC1723之前为1.89mVac波动，通过MC1723之后电压变化的范围为0.005mVac，电源变化范围有效的减小了。
　　同时进行了主观听感的测试。主观听感是指测试音响电源的测试者使用不同类型的音乐，对于新电源的器材运用主观听感进行评价。由于测试人员个体的差别，所以测试带有一定的主观性，尽量选取5位不用的测试员同时进行测试，播放不同类型的音乐进行测试，然后提炼出每个测试员的共同点，做总结。
　　测试员分别对不同的音乐类型进行聆听，对于新的电源给予的主观评价如下：
　　1.音乐背景更加安静，乐器细节浮凸，结像定位更加清晰。
　　2.听小提琴有更多的细节，尤其是高频细节。
　　3.钢琴的泛音更加丰富，两端延伸更好。
　　4.人声的声音表现稍微变的薄了一点，解析力提升了。
　　5.该电源适合放在模拟放大部分，同时一个音响器材中推荐更多使用。
　　总体主观听感的评价是正面的，有明显的提升，达到的预期的目标。
　　5结束语
　　MC1723CP是一款适应性比较强的电压调节芯片，本文使用该芯片实现了音响系统电源供电的应用，并简要介绍电源电路系统组成；提供了参考电路的设计和实际应用经验；并从客观技术参数和主观听感上对该音响电源进行了评估，达到了预期的效果。在实际的音响产品电源开发中具有很重要的参考价值。
　　作者简介：宁金铱（1978-），男，硕士生。
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