夜游人 发表于 2022-12-13 09:52:34

关于小型音响设备的直流供电

本帖最后由 夜游人 于 2022-12-13 16:22 编辑

      平时很多朋友会问到一些直流电源的问题,用于DAC或者界面等一些小型音频设备,借论坛宝地在这里做个总结,方便一些需要了解电源知识的朋友查阅。


      首先直流电源是每路两线输出并且带有正负极区分,通常使用5521/5525的DC插头/插座,极性一般是内正外负,使用前必须确认用电设备的输入极性是否和电源来路的极性一致,否则可能立即引发用电设备的故障损坏,这点是使用直流电源必须注意的。

      直流电源有不同的电压输出,这点在使用的时候必须是第一时间确认。小型设备的标注使用电压一般有5V,9V,12V,15V,24V这几种,也有一些是有个范围供使用,比如7.5-10V,这就可以使用此范围内的任何电压。大部分设备输入的直流电压并不是直接给内部芯片直接使用,会有各种板载稳压芯片将电压稳压到1.2V/1.8V/3.3V供给芯片,而对于5V供电的设备(比如一些USB界面),负责将5V稳压到3.3V的LDO芯片耐压通常是5.5V(极限6.5V),此时如果输入6V的电压,是没问题的,但是如果输入9V就会损坏LDO,严重的会造成LDO短路烧毁甚至将9V的电压导通输出到芯片,直接造成芯片的超压损坏,我见过5V设备插入24V的,线路板都烧糊了。

      经常会碰到这样的情况,有些朋友手边一时没有合适电压的电源,就想随便找个先试试能不能工作,往往造成设备的严重损坏,这种做法非常不理智。

      9V供电的设备插入5V的电源,一般不会造成线路损坏,只是设备无法正常工作,比如设备内部有9V稳压到6V的稳压器,而5V的输入电压是无法稳压输出6V,这就会造成一些电路无法正常工作,但是输入8.5V或者9.5V就没问题,电压可以有上下余量。

      还有一个情况是芯片工作电流需求比较大,比如3.3V/3A,如果设计使用线性LDO稳压,将9V稳压到3.3V,就需要大于3A(需要有一定的电流余量)的电源,并且由于存在5.7V的压差,将会有十几W的耗散功率导致非常大的热量。这时候设计师会使用高效率的DC/DC开关式直流变换电路,一般效率可以达到90%,3.3V/3A的功率需求11W,在9V电源上产生的电流只有1.22A左右,并且只有1W左右的耗散功率,只需要一个9V/1.5A的电源就可以正常工作,但是这时候如果你使用的是一个5V的电源,电路产生电流会达到2.2A,5V电源的电流不够的话就无法保证芯片正常工作了,如果设备有低压检测电路,比如设置电源输入低于8V不启动,这就完全无法工作。

      至于范围输入的电压,比如7.5-10V,无论输入此范围内的哪个电压,内部稳压器都可以工作在正常状态。

      直流电源除了电压,还有一个经常提到的问题就是电流。一个标注9V/2A的设备,可能他实际用到的电流就1.5A,还有0.5A是余量,这个时候低于1.5A明显是不适合的,使用2A可以保证设备更好工作。但是如果一个标注9V/2A的设备,给他插入9V/5A的电源呢,这个就是很多朋友经常问的了,答案是完全没问题。设备的工作电流1.5A,他不会因为你插入5A的电源而工作在比1.5A更高的电流。

      也有一些设备的标注电流是有条件的,比如常用的树莓派PI4B,标注工作电流3A,这是考虑到USB接口需要用到一些耗电外设的情况,实际上1.5A的电流就可以正常工作。

      关于直流电源还有一个事情就是线性与非线性的区分。首先是220V转变为低压的这个过程,普通工频变压器(E牛/环牛/O牛)是一个线性转换的器件,除了工频变压器就是高频开关电源,这是电压源。其次,电压的输出过程,有两种情况:稳压和非稳压。非稳压很好理解,也就是工频变压器的输出经过整流滤波直接输出了,或者是开关电源直接输出。

      稳压输出的电源也有两种方式,线性稳压和DC/DC开关稳压,音响用的直流电源一般是使用线性稳压,以往音响里常说的线电,指的是工频变压器线性稳压电源,近年线性稳压的开关电源也有所指。

      总的来说,选用电源的前提就是电压相符,电流足够,使用的时候注意插头极性,暂时是这么多,稍后有时间再补充。

      

小白领 发表于 2022-12-13 13:46:30

兄弟好像是高手?

flx99889988 发表于 2024-5-8 14:07:52

ganxiefenxiang
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