基于C5198与A1941对管的OCL功放原理图设计
C5198NPN与A1941PNP是一对经典的大功率互补对管,常用于甲乙类OCL输出电容功放电路。以下是一套以该对管为核心的整功放原理图架构,覆盖电源、前置放大、推动级、输出级及保护环节。
1. 电源系统
采用双极性电源供电,典型电压为±35V适配对管140V的Vceo耐压。电源输入端并联1000μF/50V电电容滤低频纹波与104瓷片电容滤高频噪声,确保供电稳定。前级运放需独立稳压,通过7815/7915三端稳压器将主电源降至±15V,为前置放大级提供干净电源。
2. 前置放大级
选用NE5532双运放作为电压放大核心,采用同相放大拓扑输入阻抗高、失真小。信号经10μF/16V电电容C1耦合输入,避免直流信号干扰。放大倍数由反馈电阻Rf=100kΩ与输入电阻Ri=10kΩ决定,公式为Av=1+Rf/Ri,即11倍电压增益,满足大多数音源的信号放大需求。
3. 推动级
由于C5198/A1941的β值80-160有限,需引入2SC2240NPN与2SA970PNP中功率对管作为推动级,提供足够的基极驱动电流。推动级基极串联1kΩ电阻Rb1/Rb2限制电流,集电极直接连接主电源±35V,确保输出足够的驱动功率。
4. 偏置电路
为消除交越失真,采用甲乙类偏置:在推动级与输出级之间串联两只1N4148二极管D1/D2,提供约1.4V的正向压降,使输出管在静态时微导通静态电流约50-100mA。同时并联NTC热敏电阻Rt,利用其负温度系数特性稳定偏置电压,防止温度升高导致的热失控。
5. 输出级
核心为C5198NPN与A1941PNP对管,发射极串联0.22Ω/5W采样电阻Re1/Re2,用于过流保护采样。集电极接主电源±35V,发射极直接连接8Ω扬声器OCL架构需输出电容,输出端直流电位为0V。
6. 负反馈网络
采用电压串联负反馈,从输出端取信号经反馈电阻Rf=100kΩ引入NE5532的反相输入端,形成闭环。该设计可稳定增益、减小失真总谐波失真≤0.1%、拓宽频响20Hz-20kHz,并改善输出阻抗接近0Ω,匹配扬声器负载。
7. 保护电路
- 过流保护:采样电阻Re1/Re2两端电压经2SC9013/2SA9012小功率对管检测,当输出电流超过5A时,采样电压超过0.7V,触发保护管导通,分流推动级基极电流,限制输出管电流。
- 过压保护:主电源端并联39V稳压管ZD1/ZD2,防止电源突变或浪涌电压损坏对管。
8. 信号通路
音源信号→C1耦合→NE5532前置放大→2SC2240/A970推动→D1/D2偏置→C5198/A1941输出→8Ω扬声器。负反馈从输出端引回NE5532反相端,形成闭环系统。
该电路结构简洁、性能稳定,输出功率可达80W8Ω负载,适用于家用音响、舞台功放等场景。元件选型兼顾成本与可靠性,是C5198/A1941对管的典型应用方案。