三、开关电源及其制作
上期我们介绍了小型有源超低音音箱的制作，下面接着介绍为该音箱供电的开关电源。
1. 基本考虑
一般说来，功放都是用电源变压器、整流桥堆和滤波电容器等组成的普通整流电源来供电，为什么在这里却要用输出17V的稳压电源来供电呢 ？主要原因是该有源超低音音箱的TDA7374B功放集成块只是在17V的较低电源电压下才能获得最大输出功率和最佳性能。然而，17V是一个较为少见的非标准电源电压值，使用普通标准元件难以实现。如果使用与之最为接近的12V电源变压器，则扣除整流二极管的降压后，最高输出电压只剩下15V～15.5V，从而使功放的最大输出功率大幅度下降，这是我们所不希望的。要使TDA7374B达到最大输出功率和最佳性能，唯一的最佳选择就是使用输出17V电压的大功率稳压电源。
那么，怎样制作这种稳压电源呢？传统的线性稳压电源需要使用大功率调压器件，其两端不可避免地会产生压降。在6A最大负载电流下，这一压降增大到不可忽视的程度，并带来两大缺点 ：一是该压降使电源的效率大幅度下降 ；二是该压降在调压器件内部转换成大量无用的热能，必须用大型散热器对它进行散热。整个电源不仅效率低、耗能多，体积和重量也很大。显然，这一方案不可取。
要避免上述缺点和满足TDA7374B的供电需要，唯一实际可行的方案是制作一台输出17V/10A的开关电源。经过仔细斟酌，决定采用线性技术公司（Linear Technology）生产的LT1074CT开关电源专用集成块。该集成块是为降压型开关电源设计的，能够提供5A负载电流，内藏过载和短路保护电路，具有外接元件少、响应速度快和工作可靠等优点。只需给它加配一只次级输出电压为18V～30V的电源变压器和桥式整流器，即可提供稳定的17V直流输出电压。但是，一只LT1074CT只能提供5A负载电流，而TDA7374B在17V电源电压下输出满功率时至少要消耗6A电流，所以本开关电源将两只LT1074CT并联起来使用以满足功放实际需要。
2. 电路
如图1所示，本电源使用IC1和IC2两只LT1074CT开关稳压集成块。其中，IC1是“主稳压器”，其周边元件采用典型的标准接法。IC2只是在负载电流超过5A时才起作用，其周边电路则稍有不同。
加到K1的电源变压器次级电压首先由二极管D1～D4组成的桥式整流器进行整流，C1～C4起抑制整流器瞬时脉冲和其他噪声的作用。L1与C5、C8、C9组成输入电压的退耦电路，防止LT1074CT产生的开关脉冲反向窜入市电，对其他用电设备造成干扰。
IC1④脚的输出电压经电阻R2、R3分压后加到该IC的①脚，与IC内部的2.21V参考电压进行比较，故本电源的输出电压取决于R2与R3的阻值。按图1中标注的数值，输出电压的精确值是16.91V。由于电感L2的左端加有大量与输出电压对应的脉宽调制信号，为了避免它们引起参考电路工作混乱，这里故意将R3的上端接到L2的右端，以利用L2对脉宽调制信号的抑制作用来减小这种影响。R1、C10是IC1的频率补偿网络，D5是L2的续流二极管。接在输入端和输出端的滤波电容C6/C7和C16/C17/C18都分别并联起来，以减小脉冲电流对单只电容器的冲击，延长电容器的使用寿命，并有效地减小它们的等效串联电阻和寄生电容。为了尽量减小等效串联电阻，还对这些电解电容器选用了较高的（63V）额定电压。发光二极管D7起电源指示灯的作用，R8是它的限流电阻。
与IC1并联的IC2在这里起“应急电源”的作用，它只是在IC1因负载加重而出现输出电压下降时才开始向负载提供输出电流。为实现这一功能，本电路采取了两项措施 ：一是在IC2输出端增加一只0.1Ω/5W的串联电阻R7 ；二是用电位器P1来改变IC2的输出电压。P1的调节方法是 ：在本电源尚未连接负载时，顺时针方向调节P1直至K2上的输出电压刚要开始增加时为止。此时，IC2的输出电压正好略低于IC1，IC2几乎处于休眠状态，直到负载电流增大到IC1的最大额定电流时IC2才开始接入负载并分担部分负载电流。
为了尽量提高本电源的效率，对D5、D6和D1～D4全部使用额定电流7.5A、耐压45V的MBR745型肖特基二极管。这是因为肖特基二极管即使在流过大电流时也具有很低的正向压降，而普通二极管的正向压降在大电流下往往会升高到1.5V以上。当然，对D1～D6也可使用耐压45V但正向压降更小的20TQ045型肖特基二极管（IRF公司的产品）。实测结果表明，在使用MBR745肖特基二极管和输入30V电压的情况下，本电源的效率高于85％，此时的静态电流约23mA。
为了保证功放和电源具有较高的效率，建议在K1端外接一只80VA的环形电源变压器，如图2所示。如果打算使用两个超低音音箱电路板，则可用一只160VA环形变压器的两个相同但彼此隔离的次级绕组来分别对两个电源电路板供电。此方法也适用于两个卫星音箱。这种分开供电的好处是，各有源音箱之间具有电隔离，可以避免因构成地线环路而引起的干扰噪声。
3. 制作
图3是本电源的单面印制电路板图，制作比较简单，但不要忘记焊接IC1、D5和IC2附近电路板边缘处的跳线。L1～L3可使用普通的可控硅扼流圈，对其100μH电感量的精度要求不高，但额定电流不得小于5A。C5、C8、C10、C12～C15和C19均用100μF的金属化薄膜电容器。位于电路板边缘的IC1、D5、IC2和D6应装在一只热阻约5kΩ/W的散热器上进行散热，它们的固定螺杆应加垫绝缘衬筒，并在它们与散热器之间的接触面上涂以散热硅脂。拧紧固定螺杆前应适当调整它们的引线长度，不要使引线承受应力，以免因长期受力而出现脱焊故障。
除使用标准的成品散热器外，也可参照图2将一块厚约3mm的铝板打弯90°，自制一个L形散热器。它不仅可以满足本电源的散热需要，还起着增加机械强度的作用。借助四个螺杆、螺帽和塑料衬筒将电路板安装在散热器上，再用一短截导线将电路板的地线接到散热器铝板上，使散热器同时起到散热和屏蔽的双重作用，其实际效果比使用成品散热器还要好。
如果对D1～D4使用R-6型封装的轴向引线的普通整流二极管，则电路板上仍有足够的空间来安装它们，但电路的效率下降，它们的壳体温度也较高。为了避免因电感震动而引起噪声，应用环氧树脂将三只扼流圈粘贴固定在电路板上。电源指示灯D7可装在机箱面板上（本电源的机箱留给读者自己酌情制作）。
最后说明两点，电源保险丝F1的额定电流值应按照本电源实际负载的轻重来选定。对于一台输出10A的电源来说，图1中标注的2A保险丝似乎有点偏小，但这个数值是按照本电源带动一只有源超低音音箱时的平均功耗来选定的。因此，应将10A输出电流看作是最大值而不是连续负载电流值。如果要使本电源输出连续的10A电流，则F1必须酌情改用额定电流较大的保险丝，并使用容量更大的散热器。另外，在K1连接电源变压器时，建议给它的初级绕组串联一个额定值约200mA的保险丝，其具体数值视所用电源变压器的类型而定。
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