高保真功放的安全检修

　　高保真OCL、OTL功放电路，一般前级多采用差分放大输入，末级采用互补大功率对管输出，前后级之间直接耦合。它具有工作稳定、频率特性好、失真小等优点，因而在近几年专业和家用功放电路中得到广泛的应用。但是，由于采用多管直接耦合，一旦某只元件变质或损坏，会造成整个电路工作点的改变，轻则导致声音小而失真，重则造成元器件大面积损坏，甚至烧毁扬声器系统。一点电压的改变，会引起多点电压随之改变，这也给故障的判断和检修造成困难。与同行交流时还发现，在检修此类功放时，如果故障排除不彻底，通电试机时往往引起新器件再次损坏，造成经济损失。因此笔者在检修实践中试行了一种安全检修方法，通过实例的形式介绍给大家，以期与同行们交流。
　　实例1　一位同事检修一台日产雅马哈EMX2300功放和调音台组合机时，发现两路功放的16只大功率对管、4只推动管全部击穿，两只音箱内的扬声器全部烧毁。按规格全部更换已损坏件后，在没连接前级调音台的情况下，通电试机，仅过几分钟，就见机内冒烟。停机检查，新换的大功率对管又损坏12只，两只音箱内扬声器再次烧毁，损失达两千多元。他不敢再修，求助于笔者修理。
　　有了前车之鉴，笔者经慎重考虑，采取了一种稳妥安全的方法进行检修，排除了故障。
　　具体检修步骤如下：
　　(1)对照实物，画出整机(功放部分电原理图(见图1)，弄清电路的工作原理和元器件参数。
　　(2)用电阻测量法对电路中所有元件进行一次在路测量，并将左、右电路测量结果对照比较，找出损坏元器件。

图1

　　为了提高在路测量精确度，测量电阻时用数字式万用表。由于数字万用表内阻大，向被测电路提供的电流小，不能使二极管、三极管PN结导通，相当于开路，可减小对电阻测量的影响。测量二极管、三极管时用指针式万用表。测量PN结正向电阻时用R×1挡，既可向PN结提供较大的正向电流，检查其正向特性，又可减小在路其它元件对测试的影响。正常情况下用1.5V电池供电的电阻挡测量PN结正向电阻时，指针应偏转到电阻量程刻度线的中点(距0Ω1/2左右)，如果显示电阻较大，说明PN结正向特性不良。测反向电阻时，用R×100或R×1k挡，显示电阻应略小于测试两点间并联电阻。测量电容器时(特别是电解电容器)，也选用指针万用表，并根据容量大小选择相应的量程，既可测量电容器在路电阻，又可根据指针摆动情况，估测电容器容量。
　　在上述方法进行在路测量后，该组合机有12只大功率输出管击穿，5只发射极电阻烧断，推动管有两只漏电，扬声器保护电路失效。将上述元件全部更换新件，修复扬声器保护电路后，进入关键的通电试机阶段。
　　(3)采用三步安全通电试机法进行通电试机。首先为了不损坏扬声器和大功率管，试机前不接扬声器系统，在推挽输出端与地之间(即图1中的C点与D点之间)接一只20～50Ω/20～50W线绕电阻做假负载。其次，断开末级大功率管的任意两个电极或事先不安装大功率管Q212～Q219。保留推动管Q210、Q211做互补推挽输出(如果推动管发射极与中点之间无发射极电阻，应临时加装两只100～270Ω、0.5W以上电阻，试机后拆除)。接着在功放电源220V输入端串接一台调压器，从50V开始向功放供电，并监测输出端中点电压(C点与D点之间的电压)。对OCL电路来说，这一电压应为0V±0.5V，对OTL电路来说应为电源电压的一半。如果中点电压不符合正常值，应立即停机检查。此时由于供电较低，一般不会造成元器件损坏。如果中点电压正常，可逐渐提高电源电压，一边监测中点电压，一边观察有无变色、冒烟元件，同时用手摸推动管温度。如果市电升到正常值，通电半小时输出端电压保持不变，推动管无温度上升或元器件无变质变色，则表明安全通电试机法第一步操作结束，可进行下一步操作。
　　第二步是接入大功率管，保持假负载，降压供电，监测中点。也就是说，装上末级大功率管Q212～Q219，并按照从50V起逐渐升压的方法继续通电试机。必要时，应对整机静态电流、中点电压进行相应的调整。如果中点电压失常，应重点检查末级功放管及外围电路。直到中点电压稳定，功放管不发热为止。
　　第三步是拆去假负载，接入低档扬声器和信号源，正常供电试听。具体说，分别在图1中C、D间和E、D间接入低档扬声器试听。此时，即使电路发生故障，也仅仅是损坏价位较低的低档扬声器。通电试听半小时，中点电压应保持稳定，功放管温度应正常(不烫手)。有条件可进行指标的测试和调整。
　　如果在C、D间试听有声，在E、D间试听无声，则是扬声器保护电路故障，应检查修理相应保护电路。
　　该机采用上述方法第一步通电试机时，发现中点C、D间电压偏高，且推动管Q210、Q211发热冒烟。立即停机，对电路元件反复进行检测、对比，均未发现损坏变质元件。后来对照原理图仔细核对电路，发现差分输入级Q202的基极上偏流对地电阻R210未与地线直接相接，而是通过插头座与调音台地线相连，再与电源的地端构成回路。而在通电试机时，为了方便，未与调音台相连，致使差分放大级Q202失去偏置电压，差分放大器失去平衡，经直接耦合，造成输出端中点(C、D间)电压偏高，烧毁互补大功率对管Q212～Q219。直接将R210接地线A与功放地线B相连，并对可能假焊虚接的与调音台相连的插座进行补焊后，再按照第一步通电试机，中点电压恢复0V，且调节输入端电压中点电压稳定。接入16只功放管进行第二步通电半小时，无异常现象。最后，去掉假负载，在C、D和E、D间接入低档扬声器和调音台，输入CD信号试听几小时，中点电压不变，功放管无明显温升。一切正常。该机交用户使用已二年，未再出现类似故障。此次安全维修，未损坏一只元件。
　　实例2　马兰士PM－32功放，左路功放正常，右路功放互补大功率对管击穿，两个发射极电阻烧断。该机主人，更换大功率对管和电阻后通电试机，仅几分钟后，两个发射极电阻烧红冒烟，总保险丝熔断。停机检查，新换上的大功率对管再次击穿。该机主人无奈，将其送笔者处检修。
　　笔者按照实例1中介绍的安全检修法，首先绘制了末级功放电路(见图2)，弄清了电路连接和原理。接着用电阻测量法查找损坏元件，不但发现输出互补大功率对管Q762、Q764损坏，且发现与功率管相连的两只小功率管Q702、Q704也同时损坏。全部损坏元器件由同规格、型号新件更换后，用安全法通电试机。

图2

　　由于该机Q762、Q764采用达林顿复合互补大功率管，推动管与输出管复合在大功率管之中，无法采用第一步通电法，故直接在图2中的C、D之间接上假负载，用调压器降压后供电，C、D间中点电压接近0V。逐渐提高电源电压，当电压升到100V时，发现两个发射极电阻开始冒烟、功放管明显升温。遂停机检查。中点电压基本正常，说明上、下两臂的电压和电流是相等且对称的；发射极电阻冒烟、功放管发热，说明流过功放管的电流太大，造成电流增加，且上、下臂对称增加的只能是上、下臂共用的偏置电路。对该机偏流调整管Q754及其周围元件进行在路测试，未发现元件损坏变质。用放大镜观察线路板时，发现Q754基极焊点附近铜铂有裂纹，经测量裂纹处不通。由于该管基极开路，偏流调整管截止，等效为上、下臂输出管两基极间下偏流电阻增大。造成两管静态电流猛增，将输出管烧毁。将裂纹连接后，再按安全通电试机法第二步通电试机，中点电压稳定，电源电压升到额定值也无大功率管温升和元件冒烟现象。去掉假负载，接入低档位扬声器试听，一切正常。