高保真厚膜功放STK402-120

STK402-120是日本三洋电机公司生产的新型厚膜IC，它是一种高保真的双声道音频放大器，每声道额定输出功率120W。电路内集成了两个性能指标完全相同的功率放大器，具有优良的动态性能和完善的保护功能，尤其适用于家庭影院Hi-Fi放大器、有源音箱等音响设备。

引脚功能及特点

STK402-120采用15脚SIP15厚膜封装形式，外形尺寸如图1所示。封装采用了三洋公司独特的金属基片绝缘工艺技术，比同尺寸的集成功率放大器减小60%的管耗，因此仅需要较小的散热器即可满足其散热要求。

STK402-120内部结构如图2所示，电路内置新研制的宽频直流耦合放大电路（OCL功放电路），前置级由差动放大电路组成，可单输入，也可平衡输入；输出级系达林顿互补式。这种结构有利于提高放大器对信号低频的控制力度和减小非线性失真。附表为STK402-120的引脚功能。

主要电气参数及保护功能

STK402-120的主要电气参数如下：在20Hz ~20kHz、RL=6/8Ω的条件下，THD为0.1%时，每声道连续输出功率PO为80W；THD为1%时，每声道连续输出功率PO为120W；电源电压Vcc为±39 ~±65V，典型值为±57V；每声道最大输出峰值电流IOMAX为15A；总谐波失真THD（PO=0~50W，f=20Hz ~20kHz）为0.01%；静态电流Icco为40mA（典型值） ；立体声分离度为70dB ；输出噪声电压VNO低至1.2mVrns；输入阻抗Ri为55kΩ；电源纹波抑制比为55dB；输入灵敏度VINL为750mV；信噪比SNR为100dB；中点电位偏移VN为-70 ~ +70mV；频率响应f为20Hz ~20kHz；负载阻抗RL典型值为6Ω；工作温度Top在-30 ~ +125℃。

STK402-120具有以下完善保护功能：⑴超温限制。当厚膜块结温（Tj）达到或超过150 ℃时自动关闭输出。⑵过压断开。电源电压超过±65V，过压保护电路开始动作。⑶短路保护。输出端与地、输出端与VCC之间短路时有过流限制保护。

应用电路

由STK402-120组成的2×120W立体声功率放大器电路如图3所示。电源电压+Vcc从IC1的4脚、8脚施加，-Vcc通过IC1的9脚、12脚施加，13脚接地，3脚不用。左、右声道信号分别经过R1、C1、R2、C3和R17、C15、C14、R16、C12组成的低通滤波电路，通过IC1的1脚、14脚输入放大器，IC1的6脚、7脚和10脚、11脚输出直接驱动左、右扬声器负载RLL、RLR（6Ω/8Ω）。

R3、C4、R9、C7和R13、C10、R15、C13组成负反馈网络，适当降低高频端增益来保证放大器频响特性曲线的平直。放大器的闭环电压增益GV=31dB，增大负反馈电阻R9和R13，可提高放大器的增益，但不宜片面追求末级电压增益，过高的电压增益易引起放大器自激。R7、R8和R1、R12为功率输出管射极负反馈电阻，其作用是减小输出信号的非线形失真。C6、C8、C9、C11为滤波电容，要求它们尽量靠近IC相应的管脚（不大于2cm），以降低电源纹波电压。C23、C24用于消除电源中的高频噪声，防止放大器产生自激。电感L1、L2主要作用是减小扬声器线圈或分频滤波器等容性负载对反馈回路的影响，保证放大器的正常工作。R5、C5和R19、C16组成RC消振电路即“茹贝尔”网络，阻止放大器振荡。

μPC1237H及元件组成喇叭保护电路，其工作过程如下：当接通功放电源时，继电器JK延迟一段时间将喇叭接入功放；而断开功放电源时，μPC1237H的4脚检测到关机信号立即使继电器JK断开喇叭，因此放大器在开/关机时彻底消除了大电流对喇叭的冲击。当STK402-120工作异常或者意外损坏而导致输出中点电位过高（高于1.8V）时，继电器JK失电，常开触点跳开，喇叭与功放断开，有效地保护喇叭不受损坏。

元件选择 IC2采用NEC公司生产的μPC1237H喇叭保护专用芯片。R4、R18选用4.7Ω/10W水泥电阻；R20、R21选用五色环500Ω/2W金属膜电阻，其余电阻均用0.5W五色环金属膜电阻。L1、L2可采用Φ1.2mm的漆包线在R4、R18上密绕33匝制成。D1~D4选用20A/100V的桥堆；D5、D6均用1N4184型开关二极管。C1、C3、C7、C10、C12、C15选用高频特性较好的CBB电容；C5、C16选用0.1μF温度特性较好的聚脂薄膜电容；C2、C14采用漏电小、精度高的钽电解电容，其容量不大于3.3μF（取C2=C14=2.2μF），以获得最佳的防冲击声效果；C17、C18选用10000μF/68V“黑金刚”系列大电解电容，其余电容只要耐压大于68V即可。JK选用JQX-27F型继电器。变压器B选用功率大于400W的优质环牛，次级输出为45V×2。

安装调试 IC1应安装在长200mm、宽80mm、厚5mm的铝制散热器上，并在IC1的背面均匀加涂一层导热硅脂，让IC1与散热器有良好的接触，以利于散热，同时应保证散热器与电路板上的其它元件绝缘。开机时，测得电源电压应在±57V左右，正、负电压的偏差应小于0.5V。通电约5秒钟后，继电器JK吸合，此时测得放大器的中点电位应在100mV以内，静态电流约20~80mA。一般只要元件质量良好，焊接无误，通电即可正常工作。

注意事项 STK402-120的负载阻抗应不低于4Ω(典型值为6Ω)，否则在大动态时有“软脚”的现象，而且放大器发热也比较厉害。