关于小型音响设备的直流供电

夜游人

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      平时很多朋友会问到一些直流电源的问题，用于DAC或者界面等一些小型音频设备，借论坛宝地在这里做个总结，方便一些需要了解电源知识的朋友查阅。


      首先直流电源是每路两线输出并且带有正负极区分，通常使用5521/5525的DC插头/插座，极性一般是内正外负，使用前必须确认用电设备的输入极性是否和电源来路的极性一致，否则可能立即引发用电设备的故障损坏，这点是使用直流电源必须注意的。

      直流电源有不同的电压输出，这点在使用的时候必须是第一时间确认。小型设备的标注使用电压一般有5V，9V，12V，15V，24V这几种，也有一些是有个范围供使用，比如7.5-10V，这就可以使用此范围内的任何电压。大部分设备输入的直流电压并不是直接给内部芯片直接使用，会有各种板载稳压芯片将电压稳压到1.2V/1.8V/3.3V供给芯片，而对于5V供电的设备（比如一些USB界面），负责将5V稳压到3.3V的LDO芯片耐压通常是5.5V（极限6.5V），此时如果输入6V的电压，是没问题的，但是如果输入9V就会损坏LDO，严重的会造成LDO短路烧毁甚至将9V的电压导通输出到芯片，直接造成芯片的超压损坏，我见过5V设备插入24V的，线路板都烧糊了。

      经常会碰到这样的情况，有些朋友手边一时没有合适电压的电源，就想随便找个先试试能不能工作，往往造成设备的严重损坏，这种做法非常不理智。

      9V供电的设备插入5V的电源，一般不会造成线路损坏，只是设备无法正常工作，比如设备内部有9V稳压到6V的稳压器，而5V的输入电压是无法稳压输出6V，这就会造成一些电路无法正常工作，但是输入8.5V或者9.5V就没问题，电压可以有上下余量。

      还有一个情况是芯片工作电流需求比较大，比如3.3V/3A，如果设计使用线性LDO稳压，将9V稳压到3.3V，就需要大于3A（需要有一定的电流余量）的电源，并且由于存在5.7V的压差，将会有十几W的耗散功率导致非常大的热量。这时候设计师会使用高效率的DC/DC开关式直流变换电路，一般效率可以达到90%，3.3V/3A的功率需求11W，在9V电源上产生的电流只有1.22A左右，并且只有1W左右的耗散功率，只需要一个9V/1.5A的电源就可以正常工作，但是这时候如果你使用的是一个5V的电源，电路产生电流会达到2.2A，5V电源的电流不够的话就无法保证芯片正常工作了，如果设备有低压检测电路，比如设置电源输入低于8V不启动，这就完全无法工作。

      至于范围输入的电压，比如7.5-10V，无论输入此范围内的哪个电压，内部稳压器都可以工作在正常状态。

      直流电源除了电压，还有一个经常提到的问题就是电流。一个标注9V/2A的设备，可能他实际用到的电流就1.5A，还有0.5A是余量，这个时候低于1.5A明显是不适合的，使用2A可以保证设备更好工作。但是如果一个标注9V/2A的设备，给他插入9V/5A的电源呢，这个就是很多朋友经常问的了，答案是完全没问题。设备的工作电流1.5A，他不会因为你插入5A的电源而工作在比1.5A更高的电流。

      也有一些设备的标注电流是有条件的，比如常用的树莓派PI4B，标注工作电流3A，这是考虑到USB接口需要用到一些耗电外设的情况，实际上1.5A的电流就可以正常工作。

      关于直流电源还有一个事情就是线性与非线性的区分。首先是220V转变为低压的这个过程，普通工频变压器（E牛/环牛/O牛）是一个线性转换的器件，除了工频变压器就是高频开关电源，这是电压源。其次，电压的输出过程，有两种情况：稳压和非稳压。非稳压很好理解，也就是工频变压器的输出经过整流滤波直接输出了，或者是开关电源直接输出。

      稳压输出的电源也有两种方式，线性稳压和DC/DC开关稳压，音响用的直流电源一般是使用线性稳压，以往音响里常说的线电，指的是工频变压器线性稳压电源，近年线性稳压的开关电源也有所指。

      总的来说，选用电源的前提就是电压相符，电流足够，使用的时候注意插头极性，暂时是这么多，稍后有时间再补充。

      

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