用降压法检修OCL电路静态工作点故障

利海锋

一、问题的提出

2014-2015学年第二学期，笔者负责2014级电子班的《音响技术》课程的教学任务。为了使学生理论联系实际，增加实操动手机会，提高技能，笔者从市场上购来了30套同一型号的OCL电路（如图1示）散件给学生检测元件，再进行组装、调试、维修。元件发下去后，学生们都兴趣高涨，小部分学生能按照老师的要求按部就班操作，最终做出一个能发出良好声音的功放电路；一部分学生控制不了情绪，拿到元件未经检测就组装、焊接，不调试就加负载通电试机，造成轻则不能发声，重则烧坏扬声器或其它元件等严重故障；也有一部分学生在调试过程中，因为操作不当，也造成类似故障。

经过一段时间后，笔者检查学生们组装这套OCL电路的情况，发现30套电路只有约15套能够发音，原来兴致勃勃的学生因为修不好电路也变得无精打采。于是，笔者组织了几个平时表现较好学生对那批OCL电路进行检修。在检修过程中，笔者发现用电阻法判断故障点，容易误入歧途，绕了大圈才能确定具体故障位置；未完全排除故障，就盲目以额定电压供电试机，更会将故障扩大，损坏更多元件。

二、故障分析

完善的功放电路设有保护电路，静态工作点异常，保护电路动作，切断电路，避免烧坏扬声器。但是，这套电路没有设保护电路，输出点静态电压严重偏离正常的0V电位，就会烧坏扬声器。例如，“额定功率5W，阻抗8Ω”的扬声器接在OCL电路上，如果输出点电位由正常的0V变成了8V，扬声器的发热功率达P=U2R=828=8（W），超过它的额定功率5W，时间稍长，就会烧毁。

输出点静态电位又为什么会偏离呢？这要从OCL的工作原理解释。图2是OCL电路简图，V1和V2是配对三极管，组成互补推挽电路。为了消除交越失真，应为两功放管提供一定的偏置，其中，V3组成电压放大级，Rc为其集电极负载电阻， VD1、VD2正偏导通，和RP一起为V1、V2提供偏压，使V1、V2在静态时处于微导通状态，即处于甲乙类工作状态。此外，VD1、VD2还有温度补偿作用，使V1、V2管的静态电流基本不随温度的变化而变化。正常情况下，电路连接良好，元件参数搭配恰当，互补推挽电路上下对称——V1、V2管的CE间分得电压一样，输出点K的电位就是0V。但是，如果偏置电路出现虚焊，元件参数变化，或者元件极性装反，就会改变V1、V2管的对称状态（一只处于饱和，一只处于截止），K点电位就会严重偏离0V，而变得接近其中一端的电源电压。

部分学生态度不认真，有的学生装配前没有检测元件好坏、分清元件极性；有的学生焊接工艺也不好——出现虚焊或假焊；有的学生测量时操作不当——损坏了个别元件，最终导致了装配OCL电路的成功率那么低。

三、常规方法的不足

功放电路维修的常用方法有电阻法、电压法、信号注入发、波形法等，静态工作点故障的检修常用电阻法和电压法。由于OCL电路多采用直接耦合，很多元件是并联在一起的，关联性很大，所以用电阻法容易引起维修人员误入歧途，绕了大圈才能确定故障位置。例如，图1中C2和T4的集电极并联，任何一个元件短路，都会使我们误以为是另一个元件出现问题。并且，断电情况下有时候用电阻挡检测的元件没有问题，但是在通电情况下，温度、磁场等工作条件变化了，元件却不能正常工作。电阻法检修电路有一定局限性。用电压法检修电路比较好，只要能测量出电压值，通过比较测量值和标准值（或典型值），很容易发现问题所在。在功放电路中多采用直接耦合，在未知具体故障或者没有完全排除故障情況下以额定电压供电，很容易引起新的故障。在维修这批问题OCL功放电路过程中，笔者和学生都出现过“更换了个别元件，以额定电压供电，功放电路冒烟”这种低级错误。后来，经过不断思考和尝试，笔者发现维修功放电路比较稳妥的方法是“降压供电法”。

四、“降压法”维修OCL电路

OCL功放电路（尤其是功放后级）有个优点，就是供电电压降低一半也能发声。这样做，会降低功放电路的输出功率，但能保护电路的元器件。OCL电路的理想最大输出功率为Pom=Vcc22RL，如果供电电压为±24V，负载为8Ω，那么最大输出功率为36W；如果供电电压改为±12V，负载仍为8Ω，那么最大输出功率为9W。图2中，如果因为某些原因使V3饱和，V2也会饱和，V1截止，V1的CE间要承受的压降是VCC+VEE，降低VCC和VEE ，V2 的集电极的饱和电流大大减少，V1的CE间要承受的压降也会大大降低——只要实际的集电极电流不超过三极管的集电极最大允许电流ICM，实际电压不超过集电极—发射极击穿电压Vceo，三极管就可以安全工作。

可以用两种方法降低OCL电路的供电电压：

一是采用直流稳压电源供电——可以使用实验室的可调稳压电源（如图3示），也可以使用普通的台式电脑的电源（如图4示）——它可以提供多种电压：+12V、+5V、+3V、-5V、-12V……额定供电电压为±24V（或者更高）的功放电路在检修时候可以接在电脑电源的±12V和GND的接线端上。

另一种方法是换“牛”法，家用功放机上的电源变压器次级输出通常是双18V、双24V或双36V，如果功放机出现故障，我们也可以用次级为双12V（或双6V）的电源变压器来暂时替换，经过整流滤波后，直流电压随之降低。

由上述分析可知，“降压法”是“电压法”的具体化，适合用于OCL、OTL等功放电路的检修——对供电电压要求严格的电路不提倡使用“降压法”检修。

维修的时候，先用假负载（10W的8Ω水泥电阻）替换扬声器接到OCL功放电路的输出端，再降压供电，然后测量出关键点电位或者关键元件的电压值，与标准值或典型值比较，将故障范围缩小，结合电阻法很容易就能确定具体故障点位置。图1的OCL功放电路的核心元件是T1～T10十只三极管，能根据三极管三个极的电位判断三极管的工作状态或好坏是维修人员必须掌握的技能。图5是笔者总结出来的“三极管工作状态判断流程图”：

五、效果与体会

在功放电路维修实践中，笔者和学生们运用“降压法”，大大减少了通电烧件的情况。结合电阻法，排除OCL电路的静态工作点故障所花时间缩短很多。更重要的是，学生维修功放电路的信心有所恢复，遇到功放故障不再畏首畏尾，逐渐培养起对“家电维修”的兴趣。

目前的AV功放机型号众多，电路形式多种多样，教学上用到的功放电路是比较基本单一的，要提高维修AV功放机的技术需要我们不断学习，不断在维修实践中总结经验教训。在电器维修领域，“方法技巧+经验=成功排障”往往是成立的。

责任编辑何丽华endprint