20W-50W单端FET纯甲类功放的设计制作_技术

音响发烧友在孜孜不倦的追求目标，就是自己的音响器材有更纯真更自然的音质表现，单端纯甲类功放，音质醇厚,偶次谐波丰富，具有很好的空气感，听感自然，成为很多HI-FI发烧友的追求目标，虽然单端纯甲类功放的效率低，(理论上可以达到25%)，但是，实际的制作中，只能达到20%左右，因此发热量大，要求有大面积的散热器，对于电路也要求设计稳定可靠。一台双50W的纯甲类功放，只要一开机，就处于最大的功耗状态，不管输出功率大小，电源都要消耗500W左右，尤其是在炎炎的夏季，守着一个500W的电炉听音乐，也别有一番情趣。
下面，就介绍一种工作稳定，调试简便的单端纯甲类功放电路，负载可以使用4-8欧姆，输出功率可以根据自己的需要设定在20W-50W。
一、单端放大电路工作原理图如下图所示：

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    由TR1、TR2组成的差分电路，为了工作稳定，提高电路的共模抑制比，使用了恒流源电路。输出的信号由Q3组成的单端放大输出级，由恒流源I4作为Q3的直流负载。R1决定了放大器的输入阻抗，R2、R3是负反馈回路，决定了放大器的闭环增益。
    二、输出功率、供电电压、静态电流的计算：
    以在４欧的负载上得到20W的输出功率为例计算，其它的输出功率和负载阻抗可以另外计算或者参照表1。
    根据P=I*I*R，I*I=P/R=20/4=5，I=2.236A。其中I为输出电流的有效值，所以输出电流的最大值IM=1.414*I=1.414*2.236=3.16A。实际制作中取3.2A，这个电流值就是整机的静态电流，是图一中的I4，由电路的恒流源提供。
    本电路由于采用漏极输出，末级有电压增益，故电源电压利用率较高，为了计算方便取0.8，则要求电源电压为：VCC=（IM*R）/0.8=16V。
    为了降低成本，本电路采用了桥式整流，大容量电容滤波的电源供给形式，根据该电路的电流电压关系：U2=VCC/1.2，所以，U2=16/1.2=13.3V，实际制作中可以采用次级电压为双13.5V的变压器。
    由于本机是单端纯甲类功放电路，所以，一开机就工作在最大功耗状态，功耗为：2*16*3.2=102.4W。为了使电路动作稳定可靠，电源变压器的额定功率应该是实际消耗功率的3-5倍，所以，电源变压器的额定功率取300-500W。
三、整流元件及滤波元件的选择：