25W×2 LM1875功放制作

许多音响音乐爱好者往往对IC功放不屑一顾。他们认为Hi-Fi功放非分立元件设计制作不可。其实，这种看法有失偏颇。诚然，分立元件功放的性能和音质确实非IC功放可比。但这是从终极的性能和音质以及不计成本为前提的说法。
事实上，现行业余设计制作的不少分立元件功放的性能和音质，由于没有测试仪器，其性能究竟达到什么水平很难说。由于没有测试仪器参与调试，同样的一个放大电路，其性能因制作水平而异，有时更不可同日而语。
再说，在成本相当的条件下，要设计出一款性能和音质优于IC功放的分立元件功放，对专业设计师来说决非易事，对业余爱好者来说更是难上加难。而采用IC制作功放，其基本性能是易于保证的，可收事半功倍之效。
因此我们认为，若以学习设计和钻研放大器技术为主要目的，制作分立功放是必由之路。如果以欣赏音乐为主要目的而又不想购买商品功放者，显然以制作IC功放是首选。长期以来，有不少IC功放就是为Hi-Fi而设计的，它们失真低，工作稳定可靠，元件少，成本低，容易制作。其音质完全能够满足Hi-Fi欣赏要求，配合电脑欣赏音乐，无论性能还是音质更是绰绰有余。
本文向读者介绍采用LM1875制作25W ×2功放的应用设计考虑及制作技巧和主要测试性能，帮助大家用好LM1875。
LM1875是美国国家半导体公司(NS)在十多年前推出的性能优异的单片集成功率放大器件。它的主要参数见附表。
附表 LM1875主要参数

NS公司推荐的典型应用电路如图1所示。

图1 LM1875应用电路
用±30V供电时，8 Ω负载上最大输出功率可达30W。用±25V供电时，在4 Ω或8 Ω负载上，20W输出时总谐波失真为0.015％。IC芯片内具有短路保护、过热保护、限流保护等功能，工作安全可靠。例如，芯片温度达到170℃，过热保护即开始工作，当温度降至145℃则重新进入正常工作。但如果温度再度升高时，在达到150℃ (而不是最初开始的170℃)过热保护便开始启动。
LM1875采用小巧的TO-220封装、共5根引脚，正面外形如图2所示。其背面为芯片自带的一块小散热板，为外装大散热片提供足够而良好的热接触面积。在本电路中应用时，两者之间必须垫以电绝缘片，以防短路。实际上LM1875自带的小散热板是与负电源端子-UE(引脚3)相通的。所以只有当LM1875采用单电源供电时，-UE才接地，因而LM1875与外装的大散热片之间无需垫绝缘片。

一. 电路简介
整机电路如图3所示，包括左、右声道放大电路和共用的电源、开关机延时电路。

1.放大电路
由于目前环境的电磁干扰日益严重，为了避免捡拾高频干扰噪声影响放音质量，因此在输入端子处接入R501、C501，限制不必要的通带宽度，防止输入导线像天线一样接收杂散干扰信号。
输入信号经音量控制后进入IC放大电路。IC外围电路元件是通过试验之后确定下来的。它与图1推荐电路的主要区别是负反馈回路去掉了隔直电容(22uF)。或者说，图1推荐电路采用AC(交流)放大形式，而图3应用电路则更接近DC (直流)放大形式。通过试验发现，采用AC放大形式时，输出失调电压有50mV，经过数秒钟之后才消失。而去掉负反馈隔直电容后，却没有发现输出失调现象，这表明，采用这种“准”DC放大形式是可行的。这样一来，低频响应只取决于IC同相输入端的隔直电容，把它的容量提高到47uF，低频截止频率下降到0.2Hz，几乎具有放大直流信号的能力。
图1电路IC输出端的RC串联网络(1 Ω和0.22 uF)是相位补偿元件。为了取得更稳定的工作条件，图3电路中添加了一只补偿电感(0.7 uH)。由于该电感的加入，可使上述RC网络中的R值取得较大，而减小C值，即改用10Ω和0.01 uF。补偿电感L1可用漆包线在直径为φ12mm的圆棒上绕7T脱胎而成。安装在印板上后应涂布胶水以防线匝振动影响音质。
在本机输出的扬声器端子处接有串联的RC元件(1000pF和100 Ω)，作用是防止输出信号通过扬声线馈线反射回来。

2.开关机延时电路
开关机时IC输出端会出现DC电位而产生噪声，故需要加入一个开关机延时保护电路(见图3中间部分电路)。其工作过程简单说明如下。
图中左边D201、D202、C205对电源变压器二次侧12V ×2绕组作全波整流和滤波，取得的直流电压单独为保护电路供电。其中Q202和Q203晶体管则由稳压IC201稳定后供电。接通电源开关后瞬间，0201～Q203三管的集电极都加上了供电电压，但它们的导通情况则不同。
首先注意到Q201的基极之前接有两只大容量电解电容器，因此开机的瞬间Q201基极电压为0而处于截止状态。但因Q201集电极即Q202的基极处于高电位而使Q202导通，(其集电极供电电路中串入的红发光二极管LED501发光)。与此同时，由于Q202导通，其集电极电位即Q203
基极电位很低，不足以使Q203导通，故继电路RL201未吸合，即LM1875输出端处于断路状态。
经过约5秒钟后，Q201基极电位因电容不断充电而上升到一定程度后开始导通，引起Q202截止，因其集电极电位升高而使Q203导通，继电器RL201吸合，LM1875输出信号即加到扬声器输出端子上，使外接扬声器放音。同时串于Q203集电极供电电路中的绿发光二极管LED502发光，而红发光二极管LED501熄灭，表示整机进入正常状态。LM1875的最大输出电流可达3A，因此应该选择具有相应触点电流容量的继
电器RL201。

3.电源电路
本机电源十分简单。左、右声道共用一只电源变压器和一组整流滤波网络。也许有发烧友认为，采用左、右独立电源效果更好。不过实际情况不一定如此简单，因为采用两组电源时，也常因地线处理比较复杂，不易确定的影响因素颇多，效果不尽如人意。因此本机共用一组电源反而简单易于处理。如果处理得当，注意布线，效果也不错。为此希望注意以下各点。