在音響電源設計中使用MC1723C電壓調節器芯片

【摘要】本文使用MC1723CP系列電壓調節芯片實現了音響系統電源供電的應用，并簡要介紹了該芯片的技術參數和電源電路系統組成；提供了參考電路的設計；并從客觀技術參數和主觀聽感上對該音響電源進行了評估。達到了預期的效果。在實際的音響產品電源開發中具有很重要的參考價值。

【關鍵詞】MC1723C電壓調節芯片音響電源

引言

MC1723C是ON Semiconductor公司（原摩托羅拉公司）推出的一款帶載電流可以達到150mA的通用電壓調節芯片，電流輸出通過一個或多個大功率導通晶體管，可以達到數安培。電壓輸出調整最高可以達到37Vdc，適應范圍非常廣泛。通過增加簡單的外圍電路就可以實現一個完整的電源設計，大大縮短了設計時間，簡化了電路，同時也提高了可靠性。

1 MC1723C電壓調節芯片簡介：

主要技術指標如下：

輸入電壓范圍：9.5Vdc to 40Vdc

輸出電壓調節范圍：2Vdc to 37Vdc

輸出電流（沒有外部導通三極管）：150mA

工作溫度：0–70C

可調整的短路電流保護

封裝形式：PDIP 14腳，SOIC 14腳

下圖2為內部電路參考圖：

Vcc和Vc為電源輸入管腳，Vo為電源輸出管腳。一般Vcc和 Vc連接在一起，如果內部Vcc與Vo之間的三極管導通，同時Vc與Vo之間的三極管導通，Vo就會具有Vcc和Vc的輸出電壓值，可以輸出一定的電壓和電流。

管腳2是電流限流功能，管腳3是電流感應腳，在管腳2和3之間連接一定的電阻值Rsc可以實現限制電流功能。通過電阻Rsc電流達到最大限值時，電阻兩端電壓會比較大。如果超過了腳2和腳3之間二極管的閾值后，二極管導通，電流就會不再流經Vo而是經過二極管到地，從而起到了保護的作用。

管腳6是參考電壓Vref引腳，一般典型的參考電壓值為7.15V，需連接一顆外部電容Cref可以穩定參考電壓值。

管腳4和7是反向輸入端和非反向輸入端，如果他們之間的電壓有差值，芯片內部電路會自動進行調整。管腳13為補償端，通過一個電容連接到管腳4。

從以上的內部圖分析可知，該芯片功能完善，輸出電流和電壓可調整范圍比較大，同時具備自動調整電壓功能，還具有電流保護功能，比較適合音響電源使用。

2音響電源供電的要求和實際應用方案：

從技術指標上看，電源供電電壓處于37V級別，提供的供電范圍比較寬，可以提供+/-36V后級電源，+/-24V前級電源，+/-15V運放電源，以及+/-5V解碼器電源。電流也提供了很大的余量，單芯片可以達到150mA，通過連接導通三極管可以增大電流。

下圖3為簡單應用電路圖，輸出電流小于150mA。

比如設置Rsc = 6.6Ω，那么Isc為100mA。由于Vsense會隨著溫度的變化而變化，在室溫下+25C，Vsense為0.66V。數據手冊中提供了曲線，可以方便查到不同溫度下相應的數值。

如果溫度上升Vsense相應減少了，所以電流限值也相應減少，溫度降低則電流限值增大。實際電路設計時，對于電阻Rsc的選取，應充分考慮到溫度變化。

下圖5為大電流輸出的參考設計圖，通過連接導通三極管2N3055，輸出電流可以大于150mA。

該電路中，設置電阻Rsc為0.33Ω，通過計算輸出電流限值為1A。輸出電壓的計算方法為Vo = 7 *（12 K+ 10 K）/ 10K = 15.4V，如果設置R2或者R1為可調電阻，那么輸出電壓可以自由調節到很精密的范圍。

下圖6為負向電壓輸出的參考電路圖：

實際的電源電路中利用正負兩個電路圖5和圖6合并，再加上整流橋和濾波電容實現了+/-24V的供電輸出，同時具備了輸出大電流的能力。

3電路優化及抗干擾措施：

由于輸出部分電容的大小會影響到電路的指標，所以實際電路要對參考電路圖進行相應的調整和修改，以達到抗干擾和更高指標的目標，同時成本也會相應增加。

在輸入和輸出端增加了去耦電容，增強電路的抗干擾能力。為了穩定輸出電壓，也適當增加了輸出端的電容值，輸出端電容提高到1000uf用于穩定輸出電壓，同時實際經驗證明該電容不能省去，而且必須就近放置在導通三極管附近，越靠近導通三極管越好。

為了達到穩定電壓的目的，可以適當增加Cref連接到參考電壓兩端的電容，電容越大參考電壓越穩定。信噪比也越高。下面為數據手冊的推薦值和相應的信噪比參考數據，由此可見，Cref越大越好。

在布線上也應考慮對稱性，可以達到比較精密電壓的輸出。同時也要考慮大功率導通三極管的散熱，如果導通三極管兩端壓降比較大，或者導通電流比較大，需加裝散熱片，以達到增強散熱的目的。

輸入端電壓的選擇需要考慮導通三極管的壓降不宜太大，否則會導致系統發熱嚴重增加，同時應根據輸出電流的設計值大小來決定輸入端濾波電容的大小。同時輸入電壓的值不宜太小，數據手冊規定應大于9.5V，主要是因為輸入電壓必須大于參考電壓值，并有一定的余量。

為了增加輸入電壓調節的靈活性，實際電路中使用可調電阻代替了R2，實現了輸出電壓的精密可調整。雖然增加了成本，但是對電壓的輸出可以實現了更精密的控制。

4實際使用評價

實際測量當輸入電壓穩定后電壓變化在MC1723之前為1.89mVac波動，通過MC1723之后電壓變化的范圍為0.005mVac，電源變化范圍有效的減小了。

同時進行了主觀聽感的測試。主觀聽感是指測試音響電源的測試者使用不同類型的音樂，對于新電源的器材運用主觀聽感進行評價。由于測試人員個體的差別，所以測試帶有一定的主觀性，盡量選取5位不用的測試員同時進行測試，播放不同類型的音樂進行測試，然后提煉出每個測試員的共同點，做總結。

測試員分別對不同的音樂類型進行聆聽，對于新的電源給予的主觀評價如下：

1.音樂背景更加安靜，樂器細節浮凸，結像定位更加清晰。

2.聽小提琴有更多的細節，尤其是高頻細節。

3.鋼琴的泛音更加豐富，兩端延伸更好。

4.人聲的聲音表現稍微變的薄了一點，解析力提升了。

5.該電源適合放在模擬放大部分，同時一個音響器材中推薦更多使用。

總體主觀聽感的評價是正面的，有明顯的提升，達到的預期的目標。

5結束語

MC1723CP是一款適應性比較強的電壓調節芯片，本文使用該芯片實現了音響系統電源供電的應用，并簡要介紹電源電路系統組成；提供了參考電路的設計和實際應用經驗；并從客觀技術參數和主觀聽感上對該音響電源進行了評估，達到了預期的效果。在實際的音響產品電源開發中具有很重要的參考價值。

作者簡介：寧金銥（1978-），男，碩士生。