基于OPA541的100至160W功率放大器电路

对于正在寻找具有100瓦至200瓦左右大输出功率的音频放大器的人来说，使用绝对最少的零件数量，这个特定的电路将实现它。

电路的工作原理

Burr-Brown 的 IC OPA541 是一款功率运算放大器，专门设计用于在高达 ±40 V 的电源下工作，并提供高达 5 A 和 10 A 峰值的连续输出电流。

这仅仅意味着，如果使用散热器和风扇冷却充分冷却IC，则可能的放大输出可能远远超过160瓦。

该器件的内置电流限制功能可由用户通过一个单独的外部电阻器进行编程（预设），从而保护放大器和负载免受错误输出情况的影响。

虽然 OPA541 通常设计用于驱动电机、伺服放大器和可编程电源等，但根据 Burr-Brown 源，当用作高功率音频放大器时，它也能出色地工作。

本文讨论的原理图将为 4 欧姆负载提供大约 60 瓦至 160 瓦的功率。这是通过 ±40 V 的对称电源电压实现的。

芯片的内置电流限制器通过并联电阻R6/R7固定在约8.5 A的开关导通阈值。

对输出电流进行编程

该电流限制可确保即使在使用 4 欧姆扬声器时也能实现最佳驱动裕量。但请记住，尽管R6和R7将电流限制在过载阈值以下，但它并不能使放大器短路，因为如果我们考虑其SOA（安全工作区）内的1C操作，则可能需要1.8 A的电流阈值。

提供限流器开关ON或激活点的电阻Rcl（R6 + R7）的值可以使用以下公式确定：

Rcl = （0.813/IABS） - 0.02 ［Ω］

在实际操作中，输出电流的正半周期被限制得更早，在低于预编程阈值的电平下限制在10%左右。

对于负电流，可能会出现相反的情况，可能比预定值高出约10%。

总谐波失真

放大器失真输出明显较低。在整个声谱范围内，THD值仍然保持在0.5%以下，条件是增益为x6（R5约为5 kΩ），电源电压为±35 V。

由于IC在接近20 mA的静态电流下工作，因此交越失真可能会很快启动。

为了将THD保持在最低水平，假设带宽通过电容C3限制在大约22 kHz。

使用R2-C2构建的输入滤波器网络有助于最小化IMD（互调失真），并将真实带宽降低至约16.6 kHz。

低频滚降通过 R1-C1 固定为 6.6 Hz。IC应安装在热阻为1.2KW或更的相对较大的散热器上。

印刷电路板设计