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音响中的电源设计

正本清源说音响 2021-02-23 09:13 次阅读

音响玩的就是电源 ,如果电源不好,那么声音可想而知。记得多年前家电论坛老板吴总问过我一个问题,如果给你全世界最好的科技打造一个播放器,但是电源只能给你个纽扣电池,你能做到声音很好吗?答案当然是不能。没有了电源,神马都是浮云。

最近一个朋友正在尝试优化他的全数字系统中的主机电源,刚好顺手就给淘了一把,找到了下面这个电源(右手边小的那个)。看到参数就知道这个电源基本就是目前电源模块的天花板了,号称12V30A的模块(还是隔离模块!),可以输出到40A,关键是在1MHz的开关频率下可以做到97.9%这种匪夷所思的效率,直接甩国内电源厂家不知道几条街了。



电源,有模拟电源,也有数字(开关)电源。而声音回放系统的功率输出的性能就极度依赖电源输出的好坏。模拟电源在低频率轻负载的时候很好,但是一旦到高频和功率输出时就会出现各种问题,比如瞬态不够等。同时模拟电源可以把输入端的电源通过传递函数转移到下一级。这也就是为啥有人能听到核电/水电/风电/太阳能/火电等不同供电的声音了(这其实不是玄学,而是特定情况特定机器下的个案,一般很难重现,但是通过公式推导,的确存在)。另外,模拟电源提供给模拟的功率放大比较好,而我们说的就是全数字功放,因此模拟电源就不在讨论范围。

说了一大堆,其实电源的好坏主要看几个:开关形式最好是ZVS/ZCS软开关,可以降低EMI和输出纹波,其次高开关频率可以提高电源密度以及响应瞬态,降低体积,但是太高频率反而会降低效率,因此在这里取一个平衡点就行。另外可以多组并联输出最好,这样的话可以既提高DC-DC的等效开关频率,同时也可以兼顾效率,缺点就是成本更高,功率输出部分体积翻番。我们暂且定一个基本的判断条件,就是700kHz(升压)和 1MHz(降压)。最后一个重要的参数就是电源整体效率,效率越高,说明设计越好。比如上述的12V30A vicor模块就是这种DC-DC电源设计的天花板。

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