3 音频功率放大器开关电源形式的选择
音频功率放大器电源要求功率储备量大，只有这样才能应付交响乐巨大的动态；同时由于经常处于负载的迅速变化中，电源的反应速度必须非常快，才能还原那些猝发性的高频信号。大的功率储备量和高反应速度是设计音频功率放大器专用开关电源的两条基本原则。通常的开关电源没有在这两方面做出特别的考虑，这正是它们无法适应音频功率放大器的根本原因。事实表明依照这两条原则设计出来的开关电源，在音频功率放大器中的表现是优秀的。
开关电源的高频变换电路形式很多，常用的变换电路有推挽、全桥、半桥、单端正激和单端反激等形式。半桥式变换器电路因为比普通单端式电路输出功率大得多，比较适合在瞬时输出功率大、动态范围大的音频功率放大器中使用，此外高频变压器初级在整个周期中都流过电流，能防止高频变压器磁芯出现单向偏磁发生磁饱和，磁芯体积利用得更加充分，在同样的功率下磁芯可用得更小。同时它又克服了推挽式电路的缺点，对功率晶体管配对程度要求较低，对晶体管耐压和输入滤波电容耐压要求也比较低。加上它比全桥式变换器结构简单、成本低，所以它是音频功率放大器开关电源首选的变换形式。
开关电源的稳压是通过调节功率开关管的占空比来实现的。常用的改变占空比的控制方式有2种：即脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）和脉冲频率调制（Pulse Frequency Modulation，P
FM）。脉冲宽度调制器根据开关电源输出电压，自动地改变方波脉冲宽度，从而改变功率晶体管的导通时间，以此稳定开关电源的输出电压。脉冲频率调制器则保持导通时间不变，根据开关电源输出电压，自动地改变方波频率而改变占空比。由于频率控制方式的工作频率是变化的，后续电路滤波器的设计比较困难，因此，音频功率放大器的开关电源也与绝大部分的开关电源一样，适宜采用PWM控制。
大多数开关电源均采用电压型控制电路。其基本工作过程为：比较电路将经采样后的输出电压与基准电压相比较，当某种因素引起输出电压变化时，比较结果将产生误差信号，开关电路的脉冲宽度则受放大后的误差信号控制，达到稳定输出电压之目的。这种控制方式与文献[2]中分析的具有比较放大电路的线性稳压电源存在相似的缺点：误差放大电路会影响电源的瞬态响应，当负载迅速变化时因调控网络的滞后，电源输出电压会出现瞬间下跌。因为晶体管音频功率放大器等价于一个阻抗迅速变化的负载，而采用电压型控制电路的开关电源因不能跟踪这种迅速变化，所以并不适合于音频功率放大器。
从电源的输出端看，由于输出电压相对比较稳定，△U总是比较小的，误差信号必须经过放大才能驱动PWM电路。反观输出电流，由于总体来说电源内阻较小，因此只要有微小的△U，就会反应为很大的△I。如果将△I直接加到PWM电路中去，利用它控制脉冲宽度，从而调整输出电压，就跳过了误差放大环节，电源的反应速度将大大提高。这就是电流型控制电路。因此，采用电流型控制电路的开关电源瞬态响应（达10μs级）要远优于电压型控制电路（仅ms级）。由于电源的内阻不是线性电阻，电流控制比较难实现高精度。因此，晶体管音频功率放大器开关电源应该同时引入2种控制方式。
开关干扰虽不是影响音质的主要因素，但为了达到电磁兼容标准，采取了各种常规的抑制干扰措施，并加上软开关技术。图1是适合音频功率放大器的开关电源工作流程图。
依照图1设计的1 000W，±70V音频功率放大器开关电源不论从测试情况看还是从实际工作表现上看都很优秀。
4 100 Hz纹波的测试
开关电源首先直接对交流电进行整流滤波，然后再进行开关变换、二次整流、PWM控制稳压。在整个过程的前端会产生频率为100 Hz的纹波，这种可能对声音造成污染的纹波分量的大小是反映电源品质的一个重要指标。由于滤波电容一般都用得不是很大（2 000μF左右），重负荷时前端产生的纹波是比较强的，虽然在后面的过程可消减这种纹波，但并不能完全消除它。图2～3是在4 A的负载电流下对电源纹波进行定量测试的结果，测量方法与文献[2]类似。
从图中可看出，纹波的P-P值约为20mV，虽然比文献[2]中的线性稳压电源高了5倍，但仍然很小，特别是在负载电流比较小的情况下纹波更小，实践表明，将开关电源实际应用到晶体管音频功率放大器中去时，并不会造成100 Hz的交流声干扰。
5 开关干扰的测试
图4～5是在4 A的负载电流下对负载端电源传导干扰的定量测试结果，测量方法与纹波电压的测量类似。从图4可看出主干扰的幅度约为1 V（P-P），并不算大。从图5可看出主干扰的频率约为7 MHz，远远落在音频范围之外，故不会对音频功率放大器的工作造成影响。
